Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
МОЛЕКУЛЯРНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ УСКОРЕНИЙ
МОЛЕКУЛЯРНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ УСКОРЕНИЙ

МОЛЕКУЛЯРНО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ УСКОРЕНИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для измерения колебательных ускорений или в системах управления. Сущность изобретения: молекулярно-электронный преобразователь колебательных ускорений содержит корпус, преобразующий элемент, разделяющий внутренний объем корпуса на две заполненные рабочей жидкостью камеры; преобразующий элемент выполнен в виде пористой диафрагмы, с двух сторон которой установлены электроды; упругая система выполнена в виде одного сильфона, расположенного внутри корпуса, на сильфоне закреплена инерционная масса; вне корпуса установлен электромагнит, взаимодействующий с инерционной массой. 1 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: 2083988
Класс(ы) патента: G01P15/08
Номер заявки: 94025914/28
Дата подачи заявки: 12.07.1994
Дата публикации: 10.07.1997
Заявитель(и): Государственное научно-производственное предприятие "Квант"
Автор(ы): Желонкин А.И.; Петькин Н.В.
Патентообладатель(и): Государственное научно-производственное предприятие "Квант"
Описание изобретения: Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля, управления.
Известно устройство для измерения механических колебаний, представляющее собой корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами на две камеры, заполненные полярной жидкостью. Устройство имеет канал, заполненный ртутью, выполняющей роль инерционной массы и закрытый упругими элементами /1/.
Наиболее близким к предлагаемому является электрокинетический преобразователь, в котором камеры образованы упругим элементом, выполненным в виде сильфона с неподвижными жесткими торцами, разделенного на две полосы жесткой перегородкой и соединенного с перегородкой корпуса одним из своих гофров /2/.
Данные устройства сложны в изготовлении и имеют недостаточную чувствительность.
Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение чувствительности в заданном диапазоне.
Указанная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем преобразующий элемент, выполненный в виде пористой диафрагмы с электродами и упругую систему с инерционной массой, упругая система выполнена в виде образующего одну из камер преобразователя сильфона, одна из открытых сторон которого соединена с пористой диафрагмой, противоположная сторона сильфона закрыта инерционной массой, выполненной из магнитного материала, а с внешней стороны корпуса установлен электромагнит, взаимодействующий с инерционной массой, при этом величина инерционной массы и жесткость упругой системы и параметры преобразующего элемента устанавливаются в зависимости от частоты воздействия входного сигнала по соотношению:

где М величина инерционной массы,
Rг гидравлическое сопротивление преобразующего элемента,
S эффективная площадь преобразующего элемента,
К жесткость упругой системы,
fн нижняя граничная частота преобразования.
Введение указанных отличительных признаков позволяет упростить конструкцию преобразователя за счет уменьшения упругих элементов и повысить чувствительность, что достигается соответствующими значениями конструктивных параметров и уменьшением влияния помех за счет помещения упругой системы и инерционной массы внутри корпуса преобразователя.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
В корпусе 1, выполненном из инерционного немагнитного материала, имеется перемычка с отверстием 2 по периферии, в котором установлен преобразующий элемент пористая диафрагма 3 и электрод 4, развязанный от корпуса и снабженный токовыводом 5, и электрод 6, контактирующий с корпусом, имеющим токовывод 7. К перемычке корпуса по диаметру пористой диафрагмы прикреплен сильфон 8. Внутренние объемы корпуса 1 и сильфона 8 заполнены рабочей жидкостью. К нижней закрытой части сильфона прикреплена инерционная масса 9, выполненная из инертного магнитного материала. Со стороны массы 9 к корпусу преобразователя 1 прикреплено электромагнитное устройство, состоящее из сердечника 10 и катушки 11. Выводы преобразователя 5 и 7 подсоединяются к схеме ЭС1 считывания сигнала по току или напряжению и источнику питания Uпит. Катушка электромагнита подключена к электрической схеме ЭС2, обеспечивающей подачу калиброванного сигнала или обратную связь.
Преобразователь работает следующим образом.
При воздействии ускорения на корпус 1 преобразователя вдоль его продольной оси инерционная масса 9 будет перемещаться, сжимая или растягивая сильфон 8, вследствие чего рабочая жидкость 12 перетекает из объема сильфона 8 в объем корпуса 1 и в обратном направлении через пористую перегородку 3. При этом на электродах 4 и 6 образуется электрический сигнал (разность потенциалов, ток Iвых, Uвых), который через токовыводы 5 и 7 поступает на электрическую схему ЭС1 считывания сигнала, пропорционального действующему колебательному ускорению. При контроле параметров преобразователя на катушку 1 через схему ЭС2 подается калибровочный переменный электрический сигнал 1к и в сердечнике 10 образуется магнитное поле, воздействующее на инерционную массу 9, которая перемещается с заданной амплитудой и частотой. В этом случае, как и при воздействии ускорения, на выходе преобразователя образуется электрический сигнал Uвых, Iвых, пропорциональный калиброванному сигналу Iк. Данная электромагнитная система может быть использована для организации обратной связи, применяемой с целью необходимой коррекции амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) преобразователя. Электрическое питание преобразователя осуществляется от источника постоянного тока Uпит.
Предложенное инструктивное исполнение преобразователя уменьшает влияние воздействия неизмеряемых механических воздействий, а следовательно, и увеличение точности за счет того, что упругий элемент сильфон и инерционная масса размещены внутри объема преобразователя и защищены от случайных механических воздействий.
При этом повышение чувствительности достигается соответствующим подбором параметров механической системы величины инерционной массы, жесткости сильфона, гидравлического сопротивления и рабочей площади преобразующего элемента в зависимости от частоты измеряемого сигнала.
Формула изобретения: Молекулярно-электронный преобразователь колебательных ускорений, содержащий преобразующий элемент, разделяющий внутренний объем корпуса на две заполненные рабочей жидкостью камеры и выполненный в виде пористой диафрагмы, снабженной с противоположных сторон электродами, инерционную массу и упругую систему в виде сильфона, одна из торцевых сторон которого соединена с пористой диафрагмой, отличающийся тем, что одна из камер преобразователя образована сильфоном, другая торцевая сторона которого закрыта инерционной массой, выполненной из магнитного материала, а с внешней стороны корпуса установлен электромагнит, взаимодействующий с инерционной массой, при этом величина инерционной массы, жесткость упругой системы и параметры преобразующего элемента устанавливаются в зависимости от частоты воздействия входного сигнала по соотношению

где М величина инерционной массы;
К жесткость упругой системы;
fн нижняя граничная частота;
Rг гидравлическое сопротивление преобразующего элемента;
S эффективная площадь преобразующего элемента.