Ученые из Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) запатентовали новую конструкцию акселерометра, сделав его пригодным для измерения изменяющегося со временем ускорения и исключив необходимость в частой калибровки датчика. Об этом сообщили в среду в отделе популяризации науки и технологий Министерства науки и высшего образования РФ.
Акселерометры бывают нескольких типов: емкостные, микромеханические, инерционные. Механизм работы последних связан со смещением из "нулевого" положения спроектированного тела - чувствительного (инертного) элемента - под воздействием приложенного ускорения. Перспективным специалисты считают инерционный акселерометр, элемент которого погружен в магнитную жидкость: он "плавает" в ней, не касаясь внутренних стенок устройства. С отсутствием прямого механического контакта между инертным элементом и корпусом устройства связано его основное преимущество - высокая чувствительность к малым ускорениям. Прибор отличает и относительно низкая стоимость производства.
"Как и у устройств-предшественников, чувствительный элемент акселерометра возвращается в положение равновесия в результате взаимодействия с полем магнитной системы, размещенной на корпусе прибора. В предложенной конструкции магнитная система спроектирована таким образом, что осевой градиент напряженности магнитного поля линеен, что приводит к линейности силы, действующей на чувствительный элемент при его смещении из "нулевого" положения. В результате это приводит к прямой пропорциональности между величиной измеряемого ускорения и величиной выходного сигнала, то есть выполняется основное требование к конструкции любого прибора, предназначенного для измерения меняющегося во времени внешнего воздействия", - приводятся в сообщении пояснения разработчика конструкции, соавтора патента и заведующего лабораторией динамики дисперсных систем Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН Алексея Иванова.
В новом датчике ученые также предложили отказаться от магнитных методов измерения величины смещения. Для формирования полезного сигнала в конструкцию введен лазерный интерферометр или триангуляционный дальномер, а на торцах чувствительного элемента размещены отражающие элементы таким образом, что их контакт с магнитной жидкостью исключен. Так, в новой конструкции магнитная жидкость выполняет лишь роль "смазки", предотвращающей трение чувствительного элемента о стенки устройства, и в формировании полезного сигнала непосредственно не участвует. Это исключает необходимость постоянной калибровки датчика
Предлагаемые технические решения были реализованы в действующем лабораторном макете. Авторы изобретения получили патент. В скором времени научный коллектив планирует создать инженерно-физическую модель устройства, необходимую перед запуском в производство.
Материал предоставлен ТАСС Наука: https://nauka.tass.ru/nauka/17614803/amp
