RU2758892C1 - Compensation pendulum accelerometer - Google Patents

Compensation pendulum accelerometer Download PDF

Info

Publication number
RU2758892C1
RU2758892C1 RU2021100205A RU2021100205A RU2758892C1 RU 2758892 C1 RU2758892 C1 RU 2758892C1 RU 2021100205 A RU2021100205 A RU 2021100205A RU 2021100205 A RU2021100205 A RU 2021100205A RU 2758892 C1 RU2758892 C1 RU 2758892C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pendulum
sensitive element
sensor
magnetoelectric
accelerometer
Prior art date
Application number
RU2021100205A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Юрьевич Быканов
Илья Николаевич Метальников
Фоат Рушанович Фахретдинов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП")
Priority to RU2021100205A priority Critical patent/RU2758892C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758892C1 publication Critical patent/RU2758892C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: the essence of the invention consists in the fact that the compensating pendulum accelerometer additionally contains two-sided terminals placed in the housing of one of the magnetic systems of the magnetoelectric moment sensor, an elastic suspension containing two flat jumpers, a flat spring placed between the accelerometer housing and the magnetoelectric moment sensor, intermediate rings of magnetic systems of the magnetoelectric moment sensor with protrusions.
EFFECT: increasing the damping coefficient of the pendulum sensing element for shock and vibration resistance, ensuring reliability under mechanical influences, increasing the manufacturability.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения линейных ускорений - к компенсационным маятниковым акселерометрам, в которых реагирующий на ускорение маятниковый чувствительный элемент удерживается в нейтральном положении системой отрицательной обратной связи.The invention relates to a measuring technique, namely to a means for measuring linear accelerations - to compensatory pendulum accelerometers, in which a pendulum sensitive element that responds to acceleration is held in a neutral position by a negative feedback system.

Известен компенсационный маятниковый акселерометр [патент RU 2559154 с датой приоритета 25.09.2013 г.], содержащий корпус, в котором размещены: маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, упругий подвес, посредством которого маятниковый пластинчатый чувствительный элемент связан с корпусом; магнитоэлектрический датчик момента, датчик угла перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента, компенсационный усилитель. В этом акселерометре применены: фотоэлектрический датчик угла, упругий подвес, состоящий из двух соосно расположенных металлических растяжек с прямоугольным сечением, закрепленных в маятниковом чувствительном элементе и в корпусе, являющихся токоподводами к выводам катушек датчика момента, и устройства крепления растяжек, при этом обе растяжки установлены так, чтобы их большая сторона сечения была параллельна продольной оси катушек датчика момента.Known compensation pendulum accelerometer [patent RU 2559154 with a priority date of 09/25/2013], containing a housing in which there are: a pendulum plate sensitive element, an elastic suspension, through which the pendulum plate sensitive element is connected to the body; magnetoelectric torque transducer, displacement angle transducer of a pendulum plate sensitive element, compensation amplifier. This accelerometer uses: a photoelectric angle sensor, an elastic suspension, consisting of two coaxially located metal braces with a rectangular cross section, fixed in the pendulum sensitive element and in the case, which are current leads to the terminals of the torque sensor coils, and a device for fastening the braces, while both braces are installed so that their large cross-sectional side is parallel to the longitudinal axis of the torque sensor coils.

Недостатками этого акселерометра являются: низкий коэффициент демпфирования маятникового чувствительного элемента, определяющий степень затухания колебательных процессов, а также ударо- и виброустойчивоть акселерометра; сложность конструкции узлов крепления упругого подвеса; недостаточная прочность подвеса в условиях линейных, ударных и вибрационных перегрузок.The disadvantages of this accelerometer are: low damping coefficient of the pendulum sensitive element, which determines the degree of damping of oscillatory processes, as well as shock and vibration resistance of the accelerometer; the complexity of the design of the attachment points for the elastic suspension; insufficient suspension strength in conditions of linear, shock and vibration overloads.

Прототипом является малогабаритный компенсационный маятниковый акселерометр [патент RU 2291450 с датой приоритета 26.05.2005 г.], содержащий корпус, в котором размещены: маятниковый узел, содержащий выполненные из единой пластины монокристаллического кремния с кристаллической ориентацией плоскости среза (001) маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, опорную рамку с базирующими платиками, предназначенными для формирования зазора для перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента, упругий подвес, посредством которого маятниковый пластинчатый чувствительный элемент связан с опорной рамкой; магнитоэлектрический датчик момента, содержащий две магнитные системы, соосно размещенные по обе стороны от маятникового узла, каждая из которых содержит постоянный магнит, кольцевой ферромагнитный магнитопровод и центральный ферромагнитный магнитопровод, образующие между собой кольцевой зазор, две катушки, размещенные с обеих сторон маятникового пластинчатого чувствительного элемента; промежуточные плоские изолирующие кольца, соосно размещенные по обе стороны от маятникового узла между маятниковым узлом и торцевыми поверхностями магнитных систем магнитоэлектрического датчика момента, образованными кольцевыми ферромагнитными магнитопроводами; емкостный датчик угла перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента, подвижным электродом которого является маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, а неподвижные электроды которого расположены на промежуточных плоских изолирующих кольцах на сторонах, обращенных к маятниковому пластинчатому чувствительному элементу; компенсационный усилитель, вход которого соединен с емкостным датчиком угла, а выход через токоподводы с катушками; генератор напряжения возбуждения емкостного датчика угла перемещения, подключенный к электродам емкостного датчика угла. В этом акселерометре применены: средство для сборки и крепления маятникового узла, магнитоэлектрического датчика момента и промежуточных изолирующих колец к корпусу акселерометра, выполненное из немагнитного материала; упругий подвес, содержащий два соосных крестообразных элемента, продольная ось каждого из которых ориентирована под углом 45° к кристаллографическому направлению <110>, причем одна из образующих плоскостей крестообразного элемента параллельна торцевой плоскости (001) маятникового узла, а другая образующая плоскость перпендикулярна торцевой плоскости (001) маятникового узла.The prototype is a small-sized compensating pendulum accelerometer [patent RU 2291450 with a priority date of May 26, 2005], containing a housing in which there are located: a pendulum unit containing a pendulum plate sensitive element made of a single plate of monocrystalline silicon with a crystal orientation of the cut plane (001), a support frame with base plates designed to form a gap for moving the pendulum plate sensitive element; an elastic suspension by means of which the pendulum plate sensitive element is connected to the support frame; a magnetoelectric torque sensor containing two magnetic systems coaxially located on both sides of the pendulum unit, each of which contains a permanent magnet, an annular ferromagnetic magnetic circuit and a central ferromagnetic magnetic circuit, forming an annular gap between them, two coils located on both sides of the pendulum plate sensitive element ; intermediate flat insulating rings arranged coaxially on both sides of the pendulum unit between the pendulum unit and the end surfaces of the magnetic systems of the magnetoelectric torque sensor formed by ring ferromagnetic magnetic circuits; a capacitive sensor for the angle of movement of a pendulum plate sensitive element, the movable electrode of which is a pendulum plate sensitive element, and the stationary electrodes of which are located on intermediate flat insulating rings on the sides facing the pendulum plate sensitive element; compensation amplifier, the input of which is connected to the capacitive angle sensor, and the output through current leads with coils; an excitation voltage generator of the capacitive angle sensor connected to the electrodes of the capacitive angle sensor. This accelerometer uses: a means for assembling and attaching a pendulum unit, a magnetoelectric torque sensor and intermediate insulating rings to the accelerometer body, made of a non-magnetic material; an elastic suspension containing two coaxial cruciform elements, the longitudinal axis of each of which is oriented at an angle of 45 ° to the crystallographic direction <110>, and one of the generating planes of the cruciform element is parallel to the end plane (001) of the pendulum unit, and the other forming plane is perpendicular to the end plane ( 001) of the pendulum unit.

Недостатком указанного акселерометра является то, что кремниевый подвес является достаточно хрупким элементом и для надежной работы должен обладать значительной толщиной, что приводит к увеличению его жесткости, а следовательно к увеличению нестабильности смещения нуля и снижает точность прибора в целом. Наличие гибких токоподводов приводит к появлению уводящих моментов, что влияет на величину и стабильность смещения нуля, а также является причиной высокой погрешности от температурных воздействий.The disadvantage of this accelerometer is that the silicon suspension is a rather fragile element and must have a significant thickness for reliable operation, which leads to an increase in its rigidity, and therefore to an increase in the instability of the zero offset and reduces the accuracy of the device as a whole. The presence of flexible current leads leads to the appearance of leading moments, which affects the magnitude and stability of the zero offset, and also causes a high error from temperature effects.

Задачей предлагаемого изобретения является создание компенсационного маятникового акселерометра, конструктивное исполнение которого позволит обеспечить малую величину и высокую стабильность смещения нуля, низкий температурный коэффициент смещения нуля, повысить коэффициент демпфирования маятникового чувствительного элемента для ударо- и виброустройчивости, обеспечить надежность в условиях механических воздействий, повысить технологичность изготовления.The objective of the present invention is to create a compensating pendulum accelerometer, the design of which will provide a small value and high stability of zero offset, a low temperature coefficient of zero offset, increase the damping coefficient of a pendulum sensitive element for shock and vibration resistance, ensure reliability under mechanical stress, and improve manufacturability ...

Изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:The invention is illustrated by the description of its preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 изображает компенсационный маятниковый акселерометр (продольный разрез);FIG. 1 shows a compensation pendulum accelerometer (longitudinal section);

Фиг. 2 изображает маятниковый узел (вид спереди);FIG. 2 shows a pendulum unit (front view);

Фиг. 3 изображает маятниковый узел, размещенный между двумя промежуточными кольцами с выступами.FIG. 3 shows a pendulum unit located between two intermediate rings with projections.

На фиг. 1-3 отражены следующие элементы:FIG. 1-3 reflect the following elements:

1. Корпус;1. Case;

2. Маятниковый пластинчатый чувствительный элемент;2. Pendulum plate sensitive element;

3. Плоская опорная рамка;3. Flat support frame;

4. Упругий подвес;4. Elastic suspension;

5. Кольцевой постоянный магнит;5. Ring permanent magnet;

6. Кольцевой ферромагнитный полюсный наконечник;6. Ring ferromagnetic pole piece;

7. Центральный ферромагнитный магнитопровод;7. Central ferromagnetic magnetic circuit;

8. Промежуточное кольцо из инвара;8. Intermediate ring from Invar;

9. Изолирующая пластина;9. Insulating plate;

10. Катушка;10. Coil;

11. Двусторонние выводы;11. Bilateral conclusions;

12. Ось;12. Axis;

13. Гайка;13. Nut;

14. Плоская пружина;14. Flat spring;

15. Электрод емкостного датчика угла;15. Electrode of the capacitive angle sensor;

16. Электрод магнитоэлектрического датчика момента;16. Electrode of the magnetoelectric torque sensor;

17. Металлическая площадка;17. Metal platform;

18. Выступ.18. Ledge.

Компенсационный маятниковый акселерометр состоит из: корпуса 1 (фиг. 1), маятникового узла, магнитоэлектрического датчика момента, емкостного датчика угла, компенсационного усилителя (на фиг. 1 не показан), оси 12 и гайки 13, скрепляющих маятниковый узел и магнитные системы магнитоэлектрического датчика момента, плоской пружины 14, размещенной между корпусом акселерометра 1 и корпусом одной из магнитных систем магнитоэлектрического датчика момента.The compensating pendulum accelerometer consists of: housing 1 (Fig. 1), a pendulum unit, a magnetoelectric torque sensor, a capacitive angle sensor, a compensation amplifier (not shown in Fig. 1), an axis 12 and a nut 13 fastening the pendulum unit and magnetic systems of the magnetoelectric sensor moment, flat spring 14 located between the body of the accelerometer 1 and the body of one of the magnetic systems of the magnetoelectric torque sensor.

Маятниковый узел содержит выполненные из единой пластины плавленного кварца: маятниковый пластинчатый чувствительный элемент 2 с напыленными по обе стороны металлическими электродами емкостного датчика угла и магнитоэлектрического датчика момента (см. фиг. 2), плоскую опорную рамку 3, упругий подвес 4, посредством которого маятниковый пластинчатый чувствительный элемент связан с опорной рамкой. Упругий подвес содержит две плоские перемычки с напыленными по обе стороны металлическими площадками (см. фиг. 2), выполняющими роль токоподводов емкостного датчика угла и магнитоэлектрического датчика момента. Применение в изобретении плавленого кварца в качестве материала маятникового чувствительного элемента в сочетании с формой перемычек упругого подвеса позволяет получить низкую жесткость подвеса, а следовательно и низкую величину смещения нуля акселерометра при сохранении достаточной прочности для обеспечения надежной работы в условиях механических воздействий. Применение напыленных металлических площадок на перемычках упругого подвеса позволяет повысить стабильность смещения нуля и снизить температурный коэффициент смещения нуля.The pendulum unit contains, made of a single plate of fused quartz: a pendulum plate sensitive element 2 with metal electrodes of a capacitive angle sensor and a magnetoelectric moment sensor deposited on both sides (see Fig. 2), a flat support frame 3, an elastic suspension 4, through which the pendulum plate the sensing element is connected to the support frame. The elastic suspension contains two flat bridges with metal platforms deposited on both sides (see Fig. 2), which act as current leads of the capacitive angle sensor and the magnetoelectric moment sensor. The use in the invention of fused silica as a material of a pendulum sensitive element in combination with the shape of the elastic suspension bridges makes it possible to obtain a low suspension stiffness, and, consequently, a low value of the zero offset of the accelerometer while maintaining sufficient strength to ensure reliable operation under mechanical stress. The use of sprayed metal pads on the elastic suspension bridges improves the stability of the zero offset and reduces the temperature coefficient of the zero offset.

Магнитоэлектрический датчик момента содержит: две магнитные системы, соосно размещенные по обе стороны от маятникового узла, две катушки 10 (фиг. 1), размещенные с обеих сторон маятникового пластинчатого чувствительного элемента 2 и подключенные к напыленным по обе стороны маятникового пластинчатого чувствительного элемента металлическим электродам магнитоэлектрического датчика момента.The magnetoelectric torque sensor contains: two magnetic systems, coaxially located on both sides of the pendulum unit, two coils 10 (Fig. 1), located on both sides of the pendulum plate sensitive element 2 and connected to the metal electrodes of the magnetoelectric torque sensor.

Магнитная система содержит: кольцевой постоянный магнит 5, кольцевой ферромагнитный полюсный наконечник 6, центральный ферромагнитный магнитопровод 7, образующие между собой кольцевой зазор, промежуточное кольцо из инвара 8 с близким к кварцу температурным коэффициентом линейного расширения, изолирующую пластину 9 с металлическим напылением, выполняющим функцию неподвижного электрода датчика угла. В корпусе одной из магнитных систем размещены двусторонние выводы 11, применяемые для подключения электродов магнитоэлектрического датчика момента и емкостного датчика угла к компенсационному усилителю, что позволяет повысить технологичность изготовления акселерометра в сравнении с прототипом, в котором электроды расположены на промежуточных изолирующих кольцах. Промежуточные кольца 8 магнитных систем имеют выступы, предназначенные для организации рабочего хода маятникового пластинчатого чувствительного элемента (см. фиг. 3). Применение промежуточных колец с выступами позволяет обеспечить малые зазоры между маятниковым чувствительным элементом и изолирующими пластинами магнитных систем, тем самым создает воздушный демпфер, повышающий ударо- и виброустойчивость акселерометра.The magnetic system contains: an annular permanent magnet 5, an annular ferromagnetic pole piece 6, a central ferromagnetic magnetic circuit 7, forming an annular gap between them, an intermediate ring of Invar 8 with a temperature coefficient of linear expansion close to quartz, an insulating plate 9 with a metal sputtering, performing the function of a stationary angle sensor electrode. In the case of one of the magnetic systems there are double-sided leads 11 used to connect the electrodes of the magnetoelectric torque sensor and the capacitive angle sensor to the compensation amplifier, which makes it possible to increase the manufacturability of the accelerometer in comparison with the prototype, in which the electrodes are located on intermediate insulating rings. The intermediate rings 8 of the magnetic systems have protrusions designed to organize the working stroke of the pendulum plate sensitive element (see Fig. 3). The use of intermediate rings with protrusions makes it possible to provide small gaps between the pendulum sensitive element and the insulating plates of the magnetic systems, thereby creating an air damper that increases the shock and vibration resistance of the accelerometer.

Емкостный датчик угла перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента содержит подвижный электрод, которым являются соединенные между собой напыленные по обе стороны металлические электроды маятникового пластинчатого чувствительного элемента и два неподвижных электрода, которыми являются металлические напыления изолирующих пластин магнитных систем магнитоэлектрического датчика момента.The capacitive sensor of the angle of displacement of the pendulum plate sensitive element contains a movable electrode, which are interconnected metal electrodes of the pendulum plate sensitive element deposited on both sides and two fixed electrodes, which are metal depositions of the insulating plates of the magnetic systems of the magnetoelectric moment sensor.

Компенсационный усилитель содержит: генератор напряжения возбуждения емкостного датчика угла перемещения, предварительный усилитель, оконечный усилитель, корректирующий контур. Вход компенсационного усилителя соединен с емкостным датчиком угла, а выход с катушками магнитоэлектрического датчика момента.The compensation amplifier contains: an excitation voltage generator of the capacitive displacement angle sensor, a preamplifier, a final amplifier, and a correcting circuit. The input of the compensation amplifier is connected to the capacitive angle sensor, and the output is connected to the coils of the magnetoelectric torque sensor.

Плоская пружина, размещенная между корпусом акселерометра 1 и корпусом одной из магнитных систем магнитоэлектрического датчика момента, выполняет функцию компенсатора температурных расширений. Применение плоской пружины позволяет дополнительно повысить стабильность смещения нуля и снизить температурный коэффициент смещения нуля.A flat spring placed between the body of the accelerometer 1 and the body of one of the magnetic systems of the magnetoelectric torque sensor serves as a compensator for thermal expansion. The use of a flat spring can further improve the stability of the zero offset and reduce the temperature coefficient of the zero offset.

Работа предлагаемого компенсационного маятникового акселерометра осуществляется следующим образом. При наличии ускорения по измерительной оси акселерометра, проходящей перпендикулярно маятниковому узлу, маятниковый пластинчатый чувствительный элемент отклоняется под действием инерционного момента, пропорционального ускорению, массе маятникового чувствительного элемента и расстоянию от центра масс маятникового чувствительного элемента до оси, проходящей вдоль упругого подвеса. Угловое перемещение маятникового чувствительного элемента изменяет величины электрических емкостей емкостного датчика угла, в котором подвижным электродом является маятниковый чувствительный элемент. Изменение емкостей преобразуется компенсационным усилителем в постоянный ток, который подается в катушки магнитоэлектрического датчика момента. При протекании тока по катушкам датчика момента формируется компенсационный момент, воздействующий на маятниковый чувствительный элемент и возвращающий его в исходное положение. Постоянный ток, протекающий по катушкам датчика момента, пропорционален входному ускорению и является выходным сигналом компенсационного маятникового акселерометра.The proposed compensatory pendulum accelerometer operates as follows. In the presence of acceleration along the measuring axis of the accelerometer, passing perpendicular to the pendulum unit, the pendulum plate sensitive element is deflected under the action of an inertial moment proportional to the acceleration, the mass of the pendulum sensitive element and the distance from the center of mass of the pendulum sensitive element to the axis passing along the elastic suspension. The angular movement of the pendulum sensitive element changes the values of the electrical capacitances of the capacitive angle sensor, in which the movable electrode is the pendulum sensitive element. The change in capacitances is converted by a compensation amplifier into direct current, which is fed into the coils of the magnetoelectric torque sensor. When current flows through the coils of the torque sensor, a compensation torque is formed that acts on the pendulum sensitive element and returns it to its original position. The constant current flowing through the coils of the torque sensor is proportional to the input acceleration and is the output of the compensating pendulum accelerometer.

Техническим результатом является обеспечение малой величины и высокой стабильности смещения нуля, низкого температурного коэффициента смещения нуля, повышение коэффициента демпфирования маятникового чувствительного элемента для ударо- и виброустройчивости, обеспечение надежности в условиях механических воздействий, повышение технологичности изготовления.The technical result is to provide a small value and high stability of the zero offset, low temperature coefficient of zero offset, increase the damping coefficient of the pendulum sensitive element for shock and vibration resistance, ensure reliability under mechanical stress, and improve manufacturability.

Таким образом, заявлен компенсационный маятниковый акселерометр, содержащий корпус, в котором размещены маятниковый узел, содержащий выполненные из единой пластины маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, плоскую опорную рамку, упругий подвес, посредством которого маятниковый пластинчатый чувствительный элемент связан с опорной рамкой; магнитоэлектрический датчик момента, содержащий две магнитные системы, соосно размещенные по обе стороны от маятникового узла, каждая из которых содержит кольцевой постоянный магнит, кольцевой ферромагнитный полюсный наконечник, центральный ферромагнитный магнитопровод, образующие между собой кольцевой зазор, две катушки, размещенные с обеих сторон маятникового пластинчатого чувствительного элемента; емкостный датчик угла перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента, подвижным электродом которого является маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, а неподвижными электродами являются элементы магнитных систем; компенсационный усилитель, вход которого соединен с емкостным датчиком угла, а выход с катушками датчика момента, содержит генератор напряжения возбуждения емкостного датчика угла перемещения, предварительный усилитель, оконечный усилитель, корректирующий контур; элементы, скрепляющие маятниковый узел и магнитоэлектрический датчик момента, отличающийся тем, что в маятниковом узле единая пластина выполнена из плавленного кварца, на маятниковом пластинчатом чувствительном элементе напылены по обе стороны металлические электроды емкостного датчика угла и магнитоэлектрического датчика момента, к которым с каждой стороны подключена катушка, промежуточное кольцо магнитной системы выполнено из инвара и имеет выступы для организации рабочего хода маятникового пластинчатого чувствительного элемента, на изолирующую пластину нанесено металлическое напыление, выполняющее функцию неподвижного электрода датчика угла; двусторонние выводы размещены в корпусе одной из магнитных систем и применяются для подключения электродов магнитоэлектрического датчика момента и емкостного датчика угла к компенсационному усилителю; между корпусом акселерометра и магнитоэлектрическим датчиком момента размещена плоская пружина; упругий подвес содержит две плоские перемычки с напыленными по обе стороны металлическими площадками.Thus, the claimed compensatory pendulum accelerometer contains a housing in which a pendulum unit is located, containing a pendulum plate sensitive element made of a single plate, a flat support frame, an elastic suspension, by means of which the pendulum plate sensitive element is connected to the support frame; a magnetoelectric torque sensor containing two magnetic systems coaxially located on both sides of the pendulum unit, each of which contains an annular permanent magnet, an annular ferromagnetic pole piece, a central ferromagnetic magnetic circuit, forming an annular gap between them, two coils located on both sides of the pendulum plate sensitive element; a capacitive sensor for the angle of movement of a pendulum plate sensitive element, the movable electrode of which is a pendulum plate sensitive element, and the stationary electrodes are elements of magnetic systems; compensation amplifier, the input of which is connected to the capacitive angle sensor, and the output to the coils of the torque sensor, contains a generator of the excitation voltage of the capacitive angle sensor, a preamplifier, a final amplifier, a correcting circuit; elements holding the pendulum unit and the magnetoelectric moment sensor, characterized in that in the pendulum unit a single plate is made of fused quartz, metal electrodes of the capacitive angle sensor and the magnetoelectric moment sensor are deposited on both sides of the pendulum plate sensitive element, to which a coil is connected on each side , the intermediate ring of the magnetic system is made of Invar and has protrusions for organizing the working stroke of the pendulum plate sensitive element, a metal spray is applied to the insulating plate, which serves as a fixed electrode of the angle sensor; double-sided leads are placed in the case of one of the magnetic systems and are used to connect the electrodes of the magnetoelectric torque sensor and the capacitive angle sensor to the compensation amplifier; a flat spring is placed between the body of the accelerometer and the magnetoelectric torque sensor; the elastic suspension contains two flat bridges with metal platforms sprayed on both sides.

Claims (1)

Компенсационный маятниковый акселерометр, содержащий корпус, в котором размещены маятниковый узел, содержащий выполненные из единой пластины маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, плоскую опорную рамку, упругий подвес, посредством которого маятниковый пластинчатый чувствительный элемент связан с опорной рамкой; магнитоэлектрический датчик момента, содержащий две магнитные системы, соосно размещенные по обе стороны от маятникового узла, каждая из которых содержит кольцевой постоянный магнит, кольцевой ферромагнитный полюсный наконечник, центральный ферромагнитный магнитопровод, образующие между собой кольцевой зазор, две катушки, размещенные с обеих сторон маятникового пластинчатого чувствительного элемента; емкостный датчик угла перемещения маятникового пластинчатого чувствительного элемента, подвижным электродом которого является маятниковый пластинчатый чувствительный элемент, а неподвижными электродами являются элементы магнитных систем; компенсационный усилитель, вход которого соединен с емкостным датчиком угла, а выход - с катушками датчика момента, содержит генератор напряжения возбуждения емкостного датчика угла перемещения, предварительный усилитель, оконечный усилитель, корректирующий контур; элементы, скрепляющие маятниковый узел и магнитоэлектрический датчик момента, отличающийся тем, что в маятниковом узле единая пластина выполнена из плавленого кварца, на маятниковом пластинчатом чувствительном элементе напылены по обе стороны металлические электроды емкостного датчика угла и магнитоэлектрического датчика момента, к которым с каждой стороны подключена катушка, промежуточное кольцо магнитной системы выполнено из инвара и имеет выступы для организации рабочего хода маятникового пластинчатого чувствительного элемента, на изолирующую пластину нанесено металлическое напыление, выполняющее функцию неподвижного электрода датчика угла; двусторонние выводы размещены в корпусе одной из магнитных систем и применяются для подключения электродов магнитоэлектрического датчика момента и емкостного датчика угла к компенсационному усилителю; между корпусом акселерометра и магнитоэлектрическим датчиком момента размещена плоская пружина; упругий подвес содержит две плоские перемычки с напыленными по обе стороны металлическими площадками.Compensating pendulum accelerometer containing a housing in which a pendulum unit is located, containing a pendulum plate sensitive element made of a single plate, a flat support frame, an elastic suspension, by means of which the pendulum plate sensitive element is connected to the support frame; a magnetoelectric torque sensor containing two magnetic systems coaxially located on both sides of the pendulum unit, each of which contains an annular permanent magnet, an annular ferromagnetic pole piece, a central ferromagnetic magnetic circuit, forming an annular gap between them, two coils located on both sides of the pendulum plate sensitive element; a capacitive sensor for the angle of movement of a pendulum plate sensitive element, the movable electrode of which is a pendulum plate sensitive element, and the stationary electrodes are elements of magnetic systems; a compensation amplifier, the input of which is connected to the capacitive angle sensor, and the output to the coils of the torque sensor, contains a generator of the excitation voltage of the capacitive angle sensor, a preamplifier, a final amplifier, and a correcting circuit; elements holding the pendulum unit and the magnetoelectric moment sensor, characterized in that in the pendulum unit a single plate is made of fused quartz, metal electrodes of the capacitive angle sensor and the magnetoelectric moment sensor are deposited on both sides of the pendulum plate sensitive element, to which a coil is connected on each side , the intermediate ring of the magnetic system is made of Invar and has protrusions for organizing the working stroke of the pendulum plate sensitive element, a metal spray is applied to the insulating plate, which serves as a fixed electrode of the angle sensor; double-sided leads are placed in the case of one of the magnetic systems and are used to connect the electrodes of the magnetoelectric torque sensor and the capacitive angle sensor to the compensation amplifier; a flat spring is placed between the body of the accelerometer and the magnetoelectric torque sensor; the elastic suspension contains two flat bridges with metal platforms sprayed on both sides.
RU2021100205A 2021-01-11 2021-01-11 Compensation pendulum accelerometer RU2758892C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100205A RU2758892C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Compensation pendulum accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100205A RU2758892C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Compensation pendulum accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758892C1 true RU2758892C1 (en) 2021-11-02

Family

ID=78466471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100205A RU2758892C1 (en) 2021-01-11 2021-01-11 Compensation pendulum accelerometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758892C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658647A (en) * 1984-07-05 1987-04-21 Japan Aviation Electronic Industry, Ltd. Accelerometer
RU2120640C1 (en) * 1983-07-21 1998-10-20 Научно-исследовательский институт прикладной механики им.акад.В.И.Кузнецова Accelerometer
RU2155964C1 (en) * 1999-06-23 2000-09-10 Коновалов Сергей Феодосьевич Compensation pendulous accelerometer
RU2291450C1 (en) * 2005-05-26 2007-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Compensation pendulum type accelerometer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120640C1 (en) * 1983-07-21 1998-10-20 Научно-исследовательский институт прикладной механики им.акад.В.И.Кузнецова Accelerometer
US4658647A (en) * 1984-07-05 1987-04-21 Japan Aviation Electronic Industry, Ltd. Accelerometer
RU2155964C1 (en) * 1999-06-23 2000-09-10 Коновалов Сергей Феодосьевич Compensation pendulous accelerometer
RU2291450C1 (en) * 2005-05-26 2007-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Compensation pendulum type accelerometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7347097B2 (en) Servo compensating accelerometer
JP5699269B2 (en) Accelerometer and transducer
RU2155964C1 (en) Compensation pendulous accelerometer
US5193391A (en) Controlled vibration angular rate sensor
EP1831701A1 (en) Super invar magnetic return path for high performance accelerometers
US4372162A (en) Three-axis accelerometer having dynamic bias compensation
RU2291450C1 (en) Compensation pendulum type accelerometer
RU2758892C1 (en) Compensation pendulum accelerometer
WO2012098901A1 (en) Acceleration sensor
RU2313100C1 (en) Accelerometer
US5856772A (en) Low stress magnet interface
RU2559154C2 (en) Compensation-type pendulum accelerometer
RU2485524C2 (en) Accelerometer
RU120235U1 (en) COMPENSATION ACCELEROMETER WITH AN OPTICAL ANGLE SENSOR
JP2913525B2 (en) Inclinometer
KR101264771B1 (en) Accelerometer with silicon pendulum assembly which improves scale factor linearity under high-g acceleration
RU2796125C1 (en) Accelerometer
RU2085954C1 (en) Accelerometer
RU2193209C1 (en) Compensation accelerometer
RU2800399C1 (en) Angular accelerometer sensing element
RU2096813C1 (en) Gravity meter
JP4054073B2 (en) Force rebalance accelerometer including a low stress magnet interface.
RU180986U1 (en) Vibration linear acceleration sensor
RU2710100C1 (en) Angular accelerometer sensitive element
SU1067445A1 (en) Compensation accelerometer