Датчик ускорения

Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована для построения систем измерения и управления подвижными объектами.
Известно устройство пневматического частотного измерения ускорения тела (RU 157945 U1, 20.12.2015), в котором преобразование ускорения в пневматический частотный сигнал выполняется с помощью инерционного тела, связанного с мембраной пневматического элемента с последующим преобразованием струйным генератором пневматического давления в частотный сигнал. Такое устройство сложно, поскольку имеет много функциональных элементов.
Известен также датчик (журнал Датчики и Системы, №7, 2008, с. 51-55), принятый за прототип, который измеряет ускорение. Этот датчик содержит струну, резонансные колебания которой возбуждаются струйным побудителем ее колебаний, частота которых определяется силой натяжения струны, определяемой ускорением массы. Недостатком известного датчика является сложность конструкции и настройки.
Техническим результатом является упрощение процедуры измерения ускорения и облегчения юстировки датчика.
Технический результат достигается за счет того, что по модели датчик ускорения характеризуется тем, что в корпусе расположена натянутая струна, один конец которой соединен с концом сосно с ней расположенного в опорах скольжения стержня, на котором укреплено зажатое расположенными вдоль стержня пружинами массивное тело, другой конец струны связан с прикрепленным к корпусу натяжителем струны, в корпусе установлен напротив середины длины струны и в непосредственной близости от нее побудитель колебаний, в котором рабочее сопло направлено на струну, питающее сопло, соосное с рабочим и меньшим по диаметру, входит в эжекторную камеру, сообщенную с рабочим соплом и с выходным каналом.
На чертеже показана конструктивная схема датчика ускорения, где обозначено: 1 - корпус, 2 - струна, 3 - массивное (инерционное) тело, 4 - стержень, 5 - подшипники скольжения, 6 - пружины, 7 - натяжитель, 8 - побудитель колебаний, 9 - рабочее сопло, 10- сопло питания, 11-эжекторная камера, 12 - выходной канал.
а
а
а
0
T
C
При появлении ускорения  массивное тело 3 стремится изменить положение в ту или другую сторону в зависимости от направления вектора ускорения. Под действием инерционной силы F натяжение струны 2 усиливается или ослабевает и соответственно изменяется резонансная частота ƒ ее свободных колебаний. Автоколебания струны 2 создаются побудителем 8. Струна 2 выполняет роль заслонки рабочего сопла 9 побудителя 8, которая под действием струи из этого сопла 9 отклоняется, приосвобождая его выход. Давление в эжекторной камере 11 падает. Струна 2 при этом выходит из зоны воздействия струи, в результате чего струна 2 возвращается в первоначальное положение, вновь прикрывая рабочее сопло 9. Давление в эжекторной камере 11 вновь возрастает. Такой процесс непрерывно повторяется, создавая в выходном канале 12 пневматические колебания, частота ƒ которых зависит от силы F натяжения струны 2 массивным телом 3 и от величины ускорения , в соответствии с  где ƒ - частота колебаний струны и давления в выходном канале, F - сила предварительного натяга струны натяжителем, юстирующим систему, m - масса инерционного тела, m - масса струны,  - длина струны,  - измеряемое ускорение.
0
Натяжителем 7 выполняют юстировку начальной силы F натяжения струны 2. В итоге предложенный датчик ускорения способен при простой конструктивной пневмомеханической схеме выдавать на своем выходе частотный взрывобезопасный сигнал в виде пульсирующего давления.