Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АКСЕЛЕРОМЕТРА - Патент РФ 2047863
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АКСЕЛЕРОМЕТРА
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АКСЕЛЕРОМЕТРА

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АКСЕЛЕРОМЕТРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: измерительная техника, а именно маятниковые акселерометры с упругим подвесом чувствительного элемента. Сущность изобретения: в чувствительном элементе акселерометра, содержащем пластину с центральной внутренней рамкой 2 и периферийной внешней рамкой 1, которые соединены между собой упругими перемычками 6 и 7, осями изгиба которых образована ось подвеса 8, а в местах образования перемычек на внешней и внутренней рамках выполнены расположенные напротив друг друга первые уступы, вторые образующие 10 которых соединены упругими перемычками 6, в каждом из мест образования упругих перемычек на одной из рамок 1 образован расположенный последовательно с первым уступом второй уступ, на другой из рамок образован расположенный вдоль оси подвеса второй, в каждом из мест расположения упругих перемычек образована вторая упругая перемычка 7, содержащая вторую образующую второго уступа на первой из рамок с третьей образующей второго уступа на второй рамке. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047863
Класс(ы) патента: G01P15/08, G01P15/13
Номер заявки: 94009038/10
Дата подачи заявки: 15.03.1994
Дата публикации: 10.11.1995
Заявитель(и): Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Автор(ы): Баженов В.И.; Вдовенко И.В.; Горбачев Н.А.; Мухин А.Н.; Рязанов В.А.; Соловьев В.М.; Тищенко Л.А.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к маятниковым акселерометрам с упругим подвесом чувствительного элемента.
Известен чувствительный элемент акселерометра, содержащий пластину с внешней рамкой и внутренней рамкой, которые соединены между собой упругими перемычками, расположенными симметрично относительно продольной оси пластины, причем оси изгиба упругих перемычек образуют ось подвеса, перпендикулярную продольной оси пластины [1]
Такой чувствительный элемент не обладает высокой устойчивостью к ударным воздействиям вдоль продольной оси пластины вследствие того, что при одном из направлений ударной нагрузки обе упругие перемычки нагружены усилиями сжатия.
Большую ударную устойчивость обеспечивает чувствительный элемент акселерометра, принятый за прототип и cодержащий пластину с центральной внутренней рамкой, периферийной внешней рамкой с разделяющими их образующими внутренней и внешней рамок, причем внутренняя и внешняя рамка соединены между собой расположенными по разные стороны от продольной оси пластины упругими перемычками, осями изгиба которых образована ось подвеса, перпендикулярная продольной оси пластины, в местах образования упругих перемычек на внешней и внутренней рамках выполнены расположенные напротив друг друга первые уступы с направленной к оси подвеса вдоль продольной оси пластины первой образующей, направленной вдоль оси подвеса второй образующей, направленной в сторону периферийной части пластины вдоль продольной оси пластины третьей образующей, упругими перемычками соединены вторые образующие первых уступов на внешней и внутренней рамках [2]
Недостатком чувствительного элемента является ограничение по его ударной прочности, обусловленное тем, что при ударных воздействиях вдоль продольной оси пластины одна из упругих перемычек нагружена усилием растяжения, а другая упругая перемычка нагружена усилием сжатия, в результате чего при больших ударных воздействиях испытывающая сжатие упругая перемычка теряет устойчивость, и происходит ее излом.
Целью изобретения является повышение ударной прочности чувствительного элемента акселерометра.
Данная цель достигается в чувствительном элементе акселерометра, содержащем пластину с центральной внутренней рамкой, периферийной внешней рамкой с разделяющими их образующими внутренней и внешней рамок, в котором внутренняя и внешняя рамки соединены между собой расположенными по разные стороны от продольной оси пластины упругими перемычками, осями изгиба которых образована ось подвеса, перпендикулярная продольной оси пластины, в местах образования упругих перемычек на внешней и внутренней рамках выполнены расположенные напротив друг друга первые уступы с направленной в сторону оси подвеса вдоль продольной оси пластины первой образующей, направленной вдоль оси подвеса второй образующей, направленной в сторону периферийной части пластины вдоль продольной оси пластины третьей образующей, упругими перемычками соединены вторые образующие первых уступов на внешней и внутренней рамках, тем, что в каждом из мест образования упругих перемычек на одной из рамок образован расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ, направленная по продольной оси пластины первая образующая которого является продолжением третьей образующей первого уступа, вторая образующая направлена вдоль оси подвеса, третья образующая направлена от первого уступа в сторону периферийной части пластины вдоль продольной оси пластины, образующая этой рамки является продолжением третьей образующей второго уступа; на другой из рамок, в пределах между первой и третьей образующими второго уступа на первой из вышеуказанных рамок, образован расположенный вдоль оси подвеса второй уступ, первая образующая которого перпендикулярна третьей образующей первого уступа и направлена вдоль оси подвеса, вторая образующая направлена вдоль продольной оси пластины в противоположную сторону от второй образующей второго уступа на первой из вышеуказанных рамок, третья образующая направлена вдоль оси подвеса, образующая этой рамки перпендикулярна третьей образующей второго уступа и направлена в одну сторону с образующей первой из рамок; дополняя до пары в каждом из мест расположения упругих перемычек, образована вторая упругая перемычка, соединяющая вторую образующую второго уступа на первой из рамок с третьей образующей второго уступа на второй рамке; длины упругих перемычек вдоль продольной оси пластины, расположение вдоль продольной оси пластины вторых образующих первых уступов, второй образующей расположенного последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второго уступа, первой и третьей образующих расположенного вдоль оси подвеса второго уступа таковы, что существует такой отрезок вдоль продольной оси пластины, в котором расположены или полные длины упругих перемычек, или части их длин, и осями изгиба входящих в этот общий отрезок частей упругих перемычек образована ось подвеса.
В одном варианте выполнения чувствительного элемента на одной из рамок расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован в месте расположения одной пары упругих перемычек, расположенный вдоль оси подвеса второй уступ образован в месте расположения другой пары упругих перемычек.
В другом варианте чувствительного элемента акселерометра расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован на внутренней рамке, вторые образующие первых уступов на внешней и внутренних рамках направлены от их первых образующих в сторону продольной оси пластины, вторая образующая второго уступа на внутренней рамке, первая и третья образующие второго уступа на внешней рамке направлены от третьей образующей первого уступа на внутренней рамке в противоположную сторону от продольной оси пластины.
В третьем варианте чувствительного элемента расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован на внешней рамке, вторые образующие первых уступов на внешней и внутренних рамках направлены от их первых образующих в противоположную сторону от продольной оси пластины, вторая образующая второго уступа на внутренней рамке, первая и третья образующие второго уступа на внутренней рамке направлены от третьей образующей первого уступа на внешней рамке в сторону продольной оси пластины.
В четвертом варианте выполнения чувствительного элемента на второй образующей расположенного последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второго уступа образован выступ в сторону оси подвеса с расположенной вдоль оси подвеса образующей, с которой одним концом соединена упругая перемычка, соединенная другим концом с третьей образующей второго уступа, расположенного вдоль оси подвеса, причем выступ расположен между второй образующей второго уступа на рамке, на которой образован расположенный вдоль оси подвеса второй уступ, и образующей этой рамки.
В одной из модификаций чувствительного элемента длины упругих перемычек выполнены равными. В еще одной модификации чувствительного элемента образующие уступов и выступов, с которыми соединены расположенные по одну сторону от оси подвеса одни концы упругих перемычек, параллельны оси подвеса и расположены на одной параллельной оси подвеса прямой линии, образующие уступов, с которыми соединены расположенные по другую сторону от оси подвеса другие концы упругих перемычек, параллельны оси подвеса и расположены на другой параллельной оси подвеса прямой линии.
В еще одном варианте чувствительного элемента направленные вдоль продольной оси пластины образующие выcтупов и образующие внешней и внутренней рамок или их часть перпендикулярны оси подвеса.
В предпочтительном варианте чувствительный элемент выполнен единым элементом из монокристаллического кремния методом анизотропного травления или с помощью электроэрозионной обработки.
Путем образования на одной из рамок в каждом из мест образования упругих перемычек расположенного последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второго уступа, образования на другой из рамок в пределах между первой и третьей образующими второго уступа на первой из вышеуказанных рамок расположенного вдоль оси подвеса второго уступа, образования дополняющей до пары в каждом из мест расположения упругих перемычек второй упругой перемычки, соединяющей вторую образующую второго уступа на первой из рамок с третьей образующей второго уступа на второй рамке, достигается то, что в каждом из мест расположения упругих перемычек упругие перемычки пары нагружены противоположными усилиями при ударных нагрузках, направленных вдоль продольной оси пластины. В результате при любом направлении ударной нагрузки существует пара симметрично расположенных относительно продольной оси пластины упругих перемычек, растягивающие усилия в которых уравновешивают ударные нагрузки. Вследствие этого работающие на сжатие упругие перемычки второй пары не теряют устойчивости, что повышает ударную прочность чувствительного элемента.
Посредством выполнения соответствующих длин упругих перемычек, расположения вдоль продольной оси пластины образующих уступов, с которыми соединены упругие перемычки, таким образом, чтобы был образован общий для всех упругих перемычек отрезок длины вдоль продольной оси пластины, через который проходит ось подвеса, обеспечивается сохранение минимальной жесткости упругого подвеса к изгибным колебаниям при максимальной ударной прочности упругих перемычек.
При выполнении равными длин всех упругих перемычек обеспечиваются равные напряжения в упругих перемычках, что повышает прочность упругого подвеса.
Путем расположения на одной прямой линии образующих уступов и выступов, с которыми соединены один концы упругих перемычек, расположения на другой прямой линии образующих уступов, с которыми соединены другие концы упругих перемычек, достигаются одинаковые изгибные напряжения и напряжения растяжения сжатия у всех упругих перемычек, чем обеспечивается повышение прочности упругого подвеса.
При выполнении чувствительного элемента единым элементом из монокристаллического кремния методом анизотропного травления достигается устранение дефектов обработки, вызывающих местные напряжения, в результате чего повышается ударная прочность упругого подвеса и вообще прочность чувствительного элемента.
На фиг.1-3 показаны различные варианты чувствительного элемента, представляющие комбинации вышеперечисленных модификаций.
Чувствительный элемент акселерометра (фиг.1) содержит пластину с периферийной внешней рамкой 1 и центральной внутренней рамкой 2, которые разъединены друг от друга образующими 3,3' внешней рамки 1, образующими 4,4' внутренней рамки 2 и соединены между собой расположенными симметрично относительно продольной оси 5-5' пластины попарно упругими перемычками 6,6' и 7,7'. Осями изгиба упругих перемычек 6,6' и 7,7' образована ось подвеса 8-8', перпендикулярная продольной оси 5-5' пластины.
На внутренней рамке 2 в месте расположения упругих перемычек 6,6' выполнены первые уступы, содержащие направленные в сторону оси подвеса 8-8' вдоль продольной оси 5-5' первые образующие 9,9', направленные от первых образующих 9,9' вдоль оси подвеса 8-8' в сторону продольной оси 5-5' пластины вторые образующие 10,10', направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону ее периферийной части третьи образующие 11,11'. На внутренней же рамке 2 выполнены расположенные последовательно с первыми уступами вдоль продольной оси 5-5' пластины вторые уступы, первые образующие 12,12' которых являются продолжением третьих образующих 11,11' первых уступов и направлены вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону ее периферийной части, вторые образующие 13,13' направлены вдоль оси подвеса 8-8' от третьих образующих 11,11' первых уступов в противоположную сторону от продольной оси 5-5' пластины, третьи образующие 14,14' направлены от первого уступа вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону периферийной части пластины, и их продолжением являются образующие 4,4' внутренней рамки 2.
На внешней рамке 1 выполнены первые уступы, расположенные напротив первых уступов на внутренней рамке 2 и содержащие направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону оси подвеса 8-8' первые образующие 15, 15', направленные от первых образующих 15,15' вдоль оси подвеса 8-8' в сторону продольной оси 5-5' пластины вторые образующие 16,16', направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону периферийной части пластины третьи образующие 17,17'.
Также на внешней рамке 1 образованы расположенные вдоль оси подвеса 8-8' вторые уступы, первые образующие 18,18' которых соединены с третьими образующими 17,17'первых уступов, перпендикулярны им и направлены вдоль оси подвеса 8-8' от третьих образующих 11,11' первых уступов на внутренней рамке 2 в противоположную сторону от продольной оси 5-5' пластины, вторые образующие 19,19' направлены вдоль продольной оси 5-5' пластины в противоположную сторону от вторых образующих 13,13' второго уступа на внутренней рамке 2, третьи образующие 20,20' направлены вдоль оси подвеса 8-8' от третьих образующих 11,11' первого уступа на внутренней рамке 2 в противоположную сторону от продольной оси 5-5' пластины и продолжены до перпендикулярных им образующим 3,3' внешней рамки 1. Образующие 3,3' внешней рамки 1 направлены в ту же сторону, что и образующие 4,4' внутренней рамки 2. Один из вторых уступов на внешней рамке 1 расположен в пределах между первой 12 и третьей 14 образующими одного из вторых уступов на внутренней рамке 2. Другой из вторых уступов на внешней рамке 1 расположен в пределах от первой 12' до третьей 14' образующей другого из вторых уступов на внутренней рамке 2.
Упругая перемычка 6 в одном из мест образования упругих перемычек одним своим концом соединена с второй образующей 10 первого уступа на внутренней рамке 2, а другим концом с второй образующей 16 второго уступа на внешней рамке 1. Дополняющая до пары в месте расположения упругой перемычки 6, образованная вторая упругая перемычка 7 соединена одним своим концом с второй образующей 20 второго уступа на внешней рамке 1, а другим концом с третьей образующей 13 второго уступа на внутренней рамке 2. В другом из мест образования упругих перемычек расположена упругая перемычка 6', соединенная одним из своих концов с второй образующей 10' второго уступа на внутренней рамке 2, а другим концом с второй образующей 16' второго уступа на внешней рамке 1. Парная упругой перемычке 6' упругая перемычка 7' соединена одним из своих концов с третьей образующей 20' второго уступа на внешней рамке 1, а другим концом с второй образующей 13' второго уступа на внутренней рамке 2.
Длины упругих перемычек 6,6' и 7,7', расположение вдоль продольной оси 5-5' пластины вторых образующих 10,10' первых уступов, вторых образующих 13,13' вторых уступов на внутренней рамке 2, вторых образующих 16,16' первых уступов, третьих образующих 20,20' вторых уступов на внешней рамке 1 таково, что отрезок l вдоль продольной оси 5-5' пластины является общим для части длин упругих перемычек 6,6' и 7,7', оси изгиба упругих перемычек 6,6' и 7,7' расположены в пределах отрезка l, и ими образована ось подвеса 8-8'.
Окно 12 служит для установки чувствительного элемента в акселерометре.
В другом варианте чувствительного элемента (фиг.2) в местах образования упругих перемычек 6,6' и 7,7' на внешней рамке 1 выполнены первые уступы с направленными вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону оси подвеса 8-8' первыми образующими 15,15', направленными от их первых образующих 15,15', вдоль оси подвеса 8-8' в противоположную сторону от продольной оси 5-5' пластины вторыми образующими 22,22', направленными вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону периферийной части пластины третьими образующими 23,23'. Расположенные последовательно вдоль продольной оси 5-5' пластины с первыми уступами на внешней рамке выполнены вторые уступы, первые образующие 24,24' которых являются продолжением третьих образующих 23,23' первых уступов и направлены вдоль продольной оси 5-5' пластины в сторону от оси подвеса 8-8', вторые образующие 25,25' направлены от первых образующих 24,24' вдоль оси подвеса 8-8' в сторону продольной оси 5-5' пластины, третьи образующие 26,26' направлены от оси подвеса 8-8' в сторону периферийной части пластины, и их продолжением являются образующие 3,3' внешней рамки 1.
Образованные на внутренней рамке 2 первые уступы расположены напротив первых уступов на внешней рамке 1 и содержат направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины по направлению к оси подвеса 8-8' первые образующие 9,9', направленные вдоль оси подвеса 8-8' от их первых образующих 9,9' в противоположную сторону от продольной оси 5-5' пластины вторые образующие 27,27', направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины от оси подвеса 8-8' в сторону периферийной части пластины третьи образующие 28,28'. Вторые уступы на внутренней рамке 2 расположены вдоль оси подвеса 8-8' и содержат перпендикулярные третьим образующим 28,28' первых уступов и направленные от них вдоль оси подвеса 8-8' в сторону продольной оси 5-5' пластины первые образующие 29,29', направленные вдоль продольной оси 5-5' пластины в противоположную сторону от вторых образующих 25,25' вторых уступов на внешней рамке 1 в сторону оси подвеса 8-8' вторые образующие 30,30', направленные вдоль оси подвеса 8-8' от третьих образующих 28,28' первых уступов в сторону продольной оси 5-5' пластины третьи образующие 31,31', которые примыкают к перпендикулярным им образующим 4,4' внутренней рамки 2, направленным в ту же сторону, что и образующие 3,3' внешней рамки 1.
Один из вторых уступов на внутренней рамке 2 расположен в пределах между первой 24 и третьей 26 образующими одного из вторых уступов на внешней рамке 1. Другой из вторых уступов на внутренней рамке 2 расположен в пределах от первой 24' до третьей 26' образующих другого из вторых уступов на внешней рамке 1.
Упругая перемычка 6 в одном из мест образования упругих перемычек одним своим концом соединена с второй образующей 22 первого уступа на внешней рамке 1, а другим концом с второй образующей 27 второго уступа на внутренней рамке 2. Дополняющая до пары в месте расположения уп- ругой перемычки 6, образованная вторая упругая перемычка 7 cоединена одним cвоим концом c третьей образующей 31 на внутренней рамке 2, другим концом c второй образующей 25 второго уcтупа на внешней рамке 1. В другом из меcт образования упругих перемычек раcположена упругая перемычка 6', cоединенная одним из cвоих концов с второй образующей 22' первого уступа на внешней рамке 1, а другим концом с второй образующей 27' второго уступа на внутренней рамке 2. Парная упругой перемычке 6' упругая перемычка 7' соединена одним из своих концов с третьей образующей 31' второго уступа на внутренней рамке 1, другим концом с второй образующей 25' второго уступа на внешней рамке 1.
Длины l1 упругих перемычек 7,7' выполнены равными длинам l2 упругих перемычек 6,6'. Расположением вдоль продольной оси 5-5' пластины соответствующим образом вторых образующих 22,22' первых уступов, вторых образующих 25,25' вторых уступов на внешней рамке 1, вторых образующих 27,27' первых уступов, третьих образующих 31,31' вторых уступов на внутренней рамке 2 образован общий отрезок длиной l, в котором расположены части длин упругих перемычек 6,6' и 7,7'. Оси изгиба упругих перемычек 6,6' и 7,7' находятся в пределах отрезка l, и ими образована ось подвеса 8-8'.
В другом варианте выполнения чувствительного элемента (фиг.3) в одном из мест расположения упругих перемычек на внешней рамке 1 образованы первый уступ с образующими 15, 22 и 23 и расположенный вдоль продольной оси 5-5' пластины последовательно с первым уступом второй уступ с образующими 24-26. Здесь же на внутренней рамке 2 образованы первый уступ с образующими 9, 27, 28 и расположенный вдоль оси подвеса 8-8' второй уступ с образующими 29-31. В другом из мест образования упругих перемычек на внешней рамке 1 выполнены первый уступ с образующими 15', 16' и 17' и расположенный вдоль оси подвеса 8-8' второй уступ с образующими 18'-20'. На внутренней рамке 2 выполнены первый уступ с образующими 9'-11' и расположенный вдоль продольной оси 5-5' пластины последовательно с первым уступом второй уступ с образующими 12'-14'. На второй образующей 25 второго уступа на внешней рамке 1 образован направленный в сторону оси подвеса 8-8' выступ 32 с образующей 33, направленной вдоль оси подвеса 8-8'. Выступ 32 расположен между второй образующей 30 второго уступа на внутренней рамке 2 и образующей 4 внутренней рамки 2. Упругая перемычка 6 одним своим концом соединена с второй образующей 22 первого уступа на внешней рамке 1, а другим концом с второй образующей 27 первого уступа на внутренней рамке 2. Упругая перемычка 7 соединена одним своим концом с третьей образующей 31 второго уступа на внутренней рамке 2, а другим концом с образующей 33 выступа 32 на внешней рамке 1.
На второй образующей 13' второго уступа на внутренней рамке 2 образован направленный в сторону оси подвеса 8-8' выступа 34 с образующей 35, направленной вдоль оси подвеса 8-8'. Выступ 34 расположен между второй образующей 19' второго уступа на внешней рамке 1 и образующей 3' внешней рамки 1.
Вторая образующая 2 первого уступа, третья образующая 20' второго уступа на внешней рамке 1, вторая образующая 10' первого уступа, третья образующая 31 второго уступа на внутренней рамке 2, с которыми соединены расположенные по одну сторону от оси подвеса 8-8' одни концы упругих перемычек 6,6' и 7,7', параллельны оси подвеса 8-8' и расположены на одной параллельной оси подвеса 8-8'прямой линии. Вторая образующая 27 первого уступа, образующая 35 выступа 34 на внутренней рамке 2, вторая образующая 16' первого уступа, образующая 33 выступа 32 на внешней рамке 1, с которыми соединены расположенные по другую сторону от оси подвеса 8-8' другие концы упругих перемычек 6,6' и 7,7', параллельны оси подвеса 8-8' и расположены на одной параллельной оси подвеса 8-8' прямой линии.
Вследствие вышеуказанного расположения образующих уступов и выступов упругие перемычки 6,6' и 7,7' имеют равные длины, и одни их концы расположены на одной прямой линии, а другие концы на другой прямой линии. Поэтому оси изгиба упругих перемычек 6,6' и 7,7' проходят через их середины, и ось подвеса 8-8' делит упругие перемычки 6,6' и 7,7' пополам.
Образующие уступов 9, 9', 11', 12' и 14', 15, 15', 17', 19', 23, 24 и 26, образующие 3,3' внешней рамки 1, образующие 4,4' внутренней рамки 2 перпендикулярны оси подвеса 8-8'.
Пластина с внешней рамкой 1, внутренней рамкой 2, упругими перемычками 6,6' и 7,7', уступами и выступами на внешней рамке 1 и внутренней рамке 2 может быть выполнена из монокристаллического материала, например, монокристаллического кремния методом анизотронного травления кремния или с помощью электроэрозионной обработки.
В акселерометре чувствительный элемент устанавливается путем крепления его к корпусу посредством внешней рамки 1.
Чувствительный элемент акселерометра работает следующим образом. При наличии измеряемого ускорения, направленного перпендикулярно плоскости пластины, под действием инерционной силы происходит угловое перемещение вокруг оси подвеса 8-8' внешней рамки 1 относительно внутренней рамки 2 (фиг.1 и 2) или внутренней рамки 2 относительно внешней рамки 1 (фиг.3). Это угловое перемещение обеспечивается изгибной деформацией упругих перемычек 6,6' и 7,7', изменяется пропорционально измеряемому линейному ускорению и в акселерометре измеряется с помощью датчика углового положения.
При направленной вдоль продольной оси 5-5' пластины ударной нагрузке упругие перемычки 6,6' и 7,7' нагружаются усилиями растяжения или сжатия. При одном из направлений ударной нагрузки упругие перемычки например, 6,6' нагружены усилиями растяжения (фиг.1 и 2). Тогда упругие перемычки 7,7' нагружены противоположными усилиями усилиями сжатия. При противоположном направлении ударной нагрузки упругие перемычки 6,6' нагружены усилиями сжатия, а упругие перемычки 7,7' усилиями растяжения. Поэтому при любом направлении ударной нагрузки существует одна пара упругих перемычек, в которой перемычки расположены симметрично относительно продольной оси 5-5' пластины, нагруженная усилиями сжатия. Вследствие этого при любом направлении ударной нагрузки она уравновешивается усилиями растяжения одной пары упругих перемычек, перемычки которой расположены симметрично относительно продольной оси 5-5' пластины. Поэтому нагруженные усилиями сжатия упругие перемычки не теряют устойчивости вплоть до усилий, приводящих к разрушению работающих на растяжение упругих перемычек, что повышает прочность упругого подвеса и чувствительного элемента акселерометра в целом.
В варианте конструкции чувствительного элемента акселерометра (фиг.3) при ударных нагрузках вдоль продольной оси 5-5' пластины упругие перемычки 6,7' нагружены противоположными усилиями по сравнению с упругими перемычками 6',7.
Формула изобретения: 1. ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ АКСЕЛЕРОМЕТРА, содержащий пластину с центральной внутренней рамкой, периферийной внешней рамкой с разделяющими их образующими внутренней и внешней рамок, причем внутренняя и внешняя рамки соединены между собой расположенными по разные стороны от продольной оси пластины упругими перемычками, осями изгиба которых образована ось подвеса, перпендикулярная продольной оси пластины, в местах образования упругих перемычек на внешней и внутренней рамках выполнены расположенные напротив друг друга первые уступы с направленной к оси подвеса вдоль продольной оси пластины первой образующей, направленной вдоль оси подвеса второй образующей, направленной в сторону периферийной части пластины вдоль продольной оси пластины третьей образующей, упругими перемычками соединены вторые образующие первых уступов на внешней и внутренней рамках, отличающийся тем, что в каждом из мест образования упругих перемычек на одной из рамок образован расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ, направленная по продольной оси пластины первая образующая которого является продолжением третьей образующей первого уступа, вторая образующая направлена вдоль оси подвеса, третья образующая направлена от первого уступа в сторону периферийной части пластины вдоль продольной оси пластины, образующая этой рамки является продолжением третьей образующей второго уступа, на другой из рамок в пределах между первой и третьей образующими второго уступа на первой из указанных рамок образован расположенный вдоль оси подвеса второй уступ, первая образующая которого перпендикулярна третьей образующей первого уступа и направлена вдоль оси подвеса, вторая образующая направлена вдоль продольной оси в противоположную сторону от второй образующей второго уступа на первой из указанных рамок, третья образующая направлена вдоль оси подвеса, образующая этой рамки перпендикулярна к третьей образующей второго уступа и направлена в одну сторону с образующей первой из рамок, дополняя до пары в каждом из мест расположения упругих перемычек, образована вторая упругая перемычка, соединяющая вторую образующую второго уступа на первой из рамок с третьей образующей второго уступа на второй рамке, длины упругих перемычек вдоль продольной оси пластины, расположенных вдоль продольной оси пластины вторых образующих первых уступов, второй образующей расположенного последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второго уступа, первой и третьей образующих расположенного вдоль оси подвеса второго уступа таковы, что существует такой отрезок вдоль продольной оси пластины, в котором расположены осями полные длины упругих перемычек, или части их длин, и осями изгиба входящих в этот общий отрезок частей упругих перемычек образована ось подвеса.
2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что на одной из рамок расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован в месте расположения одной пары упругих перемычек, расположенный вдоль оси подвеса второй уступ образован в месте расположения другой пары упругих перемычек.
3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован на внутренней рамке, вторые образующие первых уступов на внешней и внутренней рамках направлены от их первых образующих в сторону продольной оси пластины, вторая образующая второго уступа на внутренней рамке, первая и третья образующие второго уступа на внешней рамке направлены от третьей образующей первого уступа на внутренней рамке в противоположную сторону от продольной оси пластины.
4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расположенный последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второй уступ образован на внешней рамке, вторые образующие первых уступов на внешней и внутренней рамках направлены от их первых образующих в противоположную сторону от продольной оси пластины, вторая образующая второго уступа на внешней рамке, первая и третья образующие второго уступа на внутренней рамке направлены от третьей образующей первого уступа на внешней рамке в сторону продольной оси пластины.
5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что на второй образующей расположенного последовательно с первым уступом вдоль продольной оси пластины второго уступа образован выступ в сторону оси подвеса с расположенной вдоль оси подвеса образующей, с которой одним концом соединена упругая перемычка, соединенная другим концом с третьей образующей второго уступа, расположенного вдоль оси подвеса, причем выступ расположен между второй образующей второго уступа на рамке, на которой образован расположенный вдоль оси подвеса второй уступ, и образующей этой рамки.
6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что длины упругих перемычек равны.
7. Элемент по п. 5, отличающийся тем, что образующие уступов и выступов, с которыми соединены расположенные по одну сторону от оси подвеса одни концы упругих перемычек, параллельны оси подвеса и расположены на одной параллельной оси подвеса прямой линии, образующие уступов, с которым соединены расположенные по другую сторону от оси подвеса другие концы упругих перемычек, параллельны оси подвеса и расположены на одной параллельной оси подвеса прямой линии.
8. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что направленные вдоль продольной оси пластины образующие выступов и образующие внешней и внутренней рамок или их часть перпендикулярны к оси подвеса.
9. Элемент по п. 1 или 5, отличающийся тем, что он выполнен единым элементом из монокристаллического кремния методом анизотропного травления или с помощью электроэрозионной обработки.