Фотоэлектрический датчик ускорений

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и измерительной техники и может быть использовано для изготовления датчиков, работающих на принципе перемещения инерционной массы при изменении величины ускорения перемещающихся частей импульсных тепловых машин.

Известен датчик ускорения, в конструкции которого используются постоянные магниты, установленные на первом диске, закрепленном на вращающемся валу, магнитной силой во вращение приводится второй диск, на валу которого выполнена отражающая поверхность, контролируемая электронно-оптической системой (Патент JP 58-005663, 1983, SUMITOMO ELECTRIC).

Недостаток заключается в том, что устройство обладает и низкой ударостойкостью.

Из известных наиболее близким по технической сущности является акселерометр, содержащий калибровочную платформу, три однокоординатных датчика ускорений, электромотор с датчиком положения ротора и редуктором, диск с отверстиями, оптоэлектронный блок с фотодиодом и фотоприемником. Диск расположен между фотодиодом и фотоприемником так, чтобы отверстия диска при его вращении проходили между фотодиодом и фотоприемником. Блок задания угловых колебаний калибровочной платформы соединен с диском и выполнен в виде двух рычагов, один из которых одним концом шарнирно соединен с диском, а другим - шарнирно связан со вторым рычагом. Другой конец второго рычага жестко закреплен на калибровочной платформе. Модуль управления калибровкой имеет три входа и два выхода. Два однокоординатных датчика ускорений с горизонтальными осями чувствительности расположены по одну сторону и на равных расстояниях от оси колебаний калибровочной платформы, а третий - на оси колебаний калибровочной платформы (Патент RU 2376607, МПК G01P 21, опубл. 20.12.2009).

Недостаток заключается в том, что датчик имеет большие габариты, сложен в устройстве.

Предлагаемое изобретение направлено на уменьшение габаритов датчика, упрощение конструкции, повышение безотказности в условиях воздействия ударных нагрузок на исследуемые объекты.

Это достигается тем, что в датчик ускорения, содержащий корпус, сферическое инерционное тело, источник излучения, фотоприемник, введены дополнительные элементы, корпус имеет сферическую форму с вставленным сферическим инерционным телом, закрепленным пружинным держателем, каналами источника света и тремя фотоприемниками, расположенными на осях самолетной системы, электрический сигнал с которых последовательно поступает на усилитель, формирователь временных интервалов, аналого-цифровой преобразователь, бортовой компьютер. Расположение фотоприемников на осях самолетной системы обеспечивает текущее измерение по трем координатам, что повышает точность и достоверность измерений. При колебаниях датчика сферическое инерционное тело перекрывает свет тех фотоприемников, в сторону которых направлена сила инерции, пропорциональная ускорению, поэтому интенсивность света в фотоприемниках будет зависеть от положения сферического инерционного тела в корпусе.

На фиг. 1 представлено устройство фотоэлектрического датчика ускорений, вид сверху, фиг. 2 - вид сбоку, фиг. 3 - схема соединения датчиков.

Фотоэлектрический датчик ускорений, содержащий корпус 1 (фиг. 1), сферическое инерционное тело 9 (фиг. 2), источник света 7 (фиг. 1), фотоприемник, в котором корпус 1 (фиг. 1) выполнен сферической конструкцией с мягкой внутренней темной прокладкой 2 (фиг. 1) и каналами для света 4 (фиг. 1), со вставленными фотоприемниками 3 (фиг. 1), расположенными на осях самолетной системы, и имеет плоское основание 6 (фиг. 2) с отверстиями для крепления, в центре которого расположены диодные источники света 7 (фиг. 1), свет от которых поступает на фотоприемники 3 (фиг. 1) и далее передается на усилитель 10 (фиг. 3), формирователь временных интервалов 12 (фиг. 3), аналого-цифровой преобразователь 11 (фиг. 3), бортовой компьютер 13 (фиг. 1), внутри корпуса вставлено сферическое инерционное тело 9 (фиг. 2), закрепленное пружинным элементом 8 (фиг. 2) к корпусу 1 (фиг. 1).

Работает устройство следующим образом. Устройство закрепляется плоским основанием 6 на корпусе исследуемого объекта. При движении объекта также двигается корпус 1 закрепленного датчика. Под действием ускорений перемещается закрепленное пружинным элементом 8 в корпусе 1 сферическое инерционное тело 9. Поворачиваясь в пространстве корпуса 1, оно перекрывает свет к фотоприемникам 3. В зависимости от наклона сферического инерционного тела 9 уменьшается интенсивность светового потока в соответствующих фотоприемниках 3. Изменяемый в фотоприемниках 3 электрический сигнал передается на усилитель 10, формирователь временных интервалов 12, аналого-цифровой преобразователь 11, бортовой компьютер 13. В нем сигналы обрабатываются программой и выдаются на дисплеи в виде цифровой информации, графиков и записываются в память.

Таким образом, применение заявленного датчика позволит постоянно измерять текущую 3D информацию ускорений, обрабатывать, запоминать и выдавать информационными приборами. Кроме того, конструкция датчика содержит небольшое количество деталей простой конфигурации, следовательно, технологичных. Отсюда следует невысокая стоимость заявленного датчика. Малое количество деталей, их конструкция и компоновка обеспечивают малые габариты датчика.