Акселерометр

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Минский НИИ радиоматериалов(72) Авторы Таратын Игорь Александрович Сафрошкина Ирина Викторовна Булло Сергей Марьянович Чакуков Руслан Фатихович Соколов Алексей Вячеславович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Минский НИИ радиоматериалов(57) Акселерометр, содержащий подвижную часть на упругом подвесе, на которой расположены катушки датчика момента, помещенную между двумя поверхностями с металлизацией, расположенные на неподвижной части акселерометра магниты, а также полюсные наконечники, прикрепленные цилиндрическими поверхностями к внутренним поверхностям титановых втулок, внешние поверхности которых соединены с магнитопроводами,отличающийся тем, что акселерометр снабжен связующим элементом в форме цилиндра,выполненного из титана, боковая поверхность которого жестко присоединена к магнитопроводу, а на внутренней поверхности цилиндра жестко закреплены постоянный магнит и полюсный наконечник. Полезная модель относится к области точного приборостроения, в частности к приборам измерения параметров движения летательных аппаратов, и может быть использована при изготовлении маятниковых компенсационных акселерометров, имеющих магнитоэлектрические датчики момента. 101212014.06.30 Известен акселерометр, содержащий подвижную часть на упругом подвесе, на которой расположены катушки датчика момента, расположенные на неподвижной части магниты, прикрепленные цилиндрическими поверхностями к внутренним поверхностям титановых втулок, к внешним диаметрам которых прикреплены вставки из магнитного материала с большим коэффициентом линейного расширения, с другой стороны по внешнему диаметру втулки прикреплены к магнитопроводам, а также полюсные наконечники и дифференциальный емкостной датчик положения, образованный поверхностями с металлическим напылением с двух сторон, расположенными на подвижной части и ответными поверхностями, обращенными к подвижной части и расположенными на магнитопроводах, причем магниты отделены воздушными зазорами от полюсных наконечников и вставок, полюсные наконечники прикреплены к внутренним поверхностям титановых втулок,а крепление цилиндрических поверхностей магнитов ограничено по площади и составляет около 20 цилиндрической поверхности магнита 1. Недостатком такого акселерометра является зависимость масштабного коэффициента от температуры, т.к. плотность магнитного потока, проходящего через катушки датчика момента, изменяется с температурой, что приводит к относительно большой погрешности. Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции акселерометра,позволяющей минимизировать температурную зависимость масштабного коэффициента,что повысит точность показаний акселерометра. Поставленная задача достигается тем, что акселерометр, содержащий подвижную часть на упругом подвесе, на которой расположены катушки датчика момента, помещенную между двумя поверхностями с металлизацией, расположенные на неподвижной части акселерометра магниты, а также полюсные наконечники, прикрепленные цилиндрическими поверхностями к внутренним поверхностям титановых втулок, внешние поверхности которых соединены с магнитопроводами, также акселерометр снабжен связующим элементом в форме цилиндра, выполненного из титана, боковая поверхность которого жестко присоединена к магнитопроводу, а на внутренней поверхности цилиндра жестко закреплены магниты и полюсные наконечники. Таким образом, поставленная задача достигается за счет того, что акселерометр снабжен связующим элементом в форме цилиндра, выполненного из титана, боковая поверхность которого жестко присоединена к магнитопроводу, что позволяет сохранить постоянным зазор между магнитами и полюсными наконечниками, а отсутствие клеевых соединений в плоскости, перпендикулярной к оси чувствительности Х-Х, исключает работу сил температурного расширения клея в направлении оси чувствительности Х-Х, что повышает точность акселерометра в широком температурном интервале. Конструкция акселерометра приведена на фигуре, где подвижная часть 1 на упругом подвесе 2 помещена между двумя поверхностями с металлизацией 3, 4, на подвижной части 1 закреплены катушки 5, 6 датчика момента, которые взаимодействуют с магнитной системой, состоящей из магнитов 7, 8, полюсных наконечников 9, 10 и магнитопроводов 11, 12. Магнитная система собирается в единую жесткую конструкцию с помощью связующих элементов в форме цилиндра 13, 14. Связующие элементы 13, 14 с помощью клеевых соединений 15, 16 присоединены к магнитопроводам 11, 12. Магниты 7, 8 совместно с полюсными наконечниками 9, 10 присоединены по внешним радиусам ко внутренним радиусам связующих элементов 13, 14 с помощью клеевых соединений 17, 18. Такой способ сборки обеспечивает отсутствие зазора между магнитами 7, 8 и полюсными наконечниками 9, 10. Также не используются клеевые соединения в плоскости, перпендикулярной к оси чувствительности Х-Х, вдоль которой действует ускорение, что позволяет сохранить требуемый зазор между катушками 5, 6 и полюсными наконечниками 9, 10 в широком интервале температур за счет исключения работы сил температурного расширения клея в направлении оси чувствительности Х-Х. Данная конструкция позволяет уменьшить флук 2 101212014.06.30 туации плотности магнитного потока через контур катушки в 4 раза, что исключает температурный дрейф измеряемой физической величины и повышает точность показаний акселерометра. Заявляемый акселерометр работает следующим образом. Под действием ускорения, приложенного вдоль оси чувствительности Х-Х, подвижная часть 1 на упругом подвесе 2 отклоняется от своего среднего положения, отклонение вызывает смещение нулевого сигнала дифференциального емкостного датчика положения(не указан), сигнал с дифференциального емкостного датчика положения подается на усилитель обратной связи (не указан), который преобразует его и подает на катушки 5, 6. Ток,протекая по катушкам 5, 6, образует магнитное поле, которое в зависимости от направления течения тока по-разному взаимодействует с постоянным магнитным полем магнитов 7, 8. Суперпозиция двух магнитных сил возвращает подвижную часть 1 в начальное положение. По значению тока, проходящего через катушки 5, 6, определяется ускорение, действующее вдоль оси чувствительности акселерометра Х-Х. Заявленная конструкция позволяет минимизировать влияние температуры на точность показаний акселерометра, кроме того, фиксирующая скоба жесткости позволяет использовать акселерометр при повышенных нагрузках. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3