CH668651A5

CH668651A5 - Dispositivo sensore elettrico di accelerazione o di vibrazioni.

Info

Publication number: CH668651A5
Application number: CH369986A
Authority: CH
Inventors: Orto Giuseppe Dell
Original assignee: Marelli Autronica
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1989-01-13
Also published as: DE3631651A1; JPS6267264U; NL8602360A; PT83392A; IT206728Z2; IT8553803V0; GB2180655B; BE905452A; GB2180655A; FR2587497B1; FR2587497A1; GB8622335D0; PT83392B

Description

DESCRIZIONE Il presente trovato riguarda un dispositivo sensore di accelerazione o di vibrazioni.

Lo scopo del trovato è di realizzare un dispositivo sensore di accelerazione o di vibrazioni di struttura particolarmente semplice e robusta, producibile in modo semplice ed economico, presentante una buona precisione, e di semplice ed agevole installazione.

Tale scopo viene realizzato secondo il trovato mediante un dispositivo caratterizzato dal fatto che comprende una struttura di supporto destinata ad essere vincolata al corpo di cui si vogliono misurare l'accelerazione o le vibrazioni e comprendente una lamina deformabile elasticamente per effetto di una accelerazione di detto corpo; su detta lamina essendo applicato almeno un resistore a film spesso in modo tale che esso presenti, nell'impiego, deformazioni univocamente corrispondenti alle deformazioni della lamina, e mezzi circuitali collegati a detto almeno un resistore, ed atti a fornire segnali elettrici indicativi delle variazioni della sua resistenza.

In un modo di realizzazione, a detta lamina può essere fissata una massa, atta ad incrementarne l'inerzia, e ad esaltarne le deformazioni.

Le suddette caratteristiche e vantaggi del dispositivo sensore secondo il trovato appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

la figura 1 è una vista in prospettiva di un corpo di cui si vuole misurare l'accelerazione, tale corpo essendo provvisto di un sensore sencondo il trovato, mostrato in una realizzazione esemplificativa schematica,

la figura 2 è uno scherno elettrico, parzialmente a blocchi del sensore secondo il trovato,

le figure 3 e 5 mostrano due diverse soluzioni di montaggio del dispositivo secondo il trovato,

le figure 4 e 6 mostrano disposizioni circuitali relative ai montaggi delle figure 3 e 5, e la figura 7 è una vista sezionata in elevazione di un altro dispositivo sensore secondo il trovato.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato un corpo di cui si vuole rilevare l'accelerazione lungo una determinata direzione. A tale corpo è fissata una lamina 2, ad esempio di materiale ceramico, che nell'esempio illustrato ha una forma rettangolare. In particolare la lamina 2 è vincolata ad incastro in corrispondenza dì un suo lato al corpo 1.

Su una faccia della lamina 2 è depositato con tecniche serigrafiche di per sè note un resistore a film spesso 3. Su tale faccia sono inoltre applicate piste conduttrici 4 e 5, a cui sono collegati i conduttori 6, 7 di collegamento ad un circuito di elaborazione e trattamento 8. Tale circuito, come è indicato nella figura 2, può comprendere ad esempio un circuito a ponte 9 di tipo per sè noto, in cui il resistore a film spesso 3 viene a costituire uno dei lati. Il circuito 9 è collegato ad un amplificatore 10.

Quando il corpo 1 viene assoggettato ad un'accelerazione ad esempio nella direzione indicata dalla freccia Fi nella figura 1, la lamina di supporto 2 viene assoggettata ad una accelerazione agente in direzione contraria, come indicativamente mostrato dalla freccia F2, deformandosi per assumere una configurazione del tipo indicativamente rappresentato a tratteggio nella figura 1. La lamina 2 subisce dunque una deformazione, tanto più pronunciata quanto più grande è l'accelerazione del corpo 1. A seguito della deformazione della lamina 2, anche il resistore a film spesso 3 si deforma, e in virtù delle sue caratteristiche pie-zoresistive si ha una corrispondente variazione della sua resistenza. Di conseguenza varia il segnale di tensione che il circuito a ponte 9 presenta all'amplificatore 10, e il segnale che quest'ultimo fornisce in uscita.

Il segnale fornito in uscita dal circuito 8 è dunque indicativo in modo univoco dell'accelerazione a cui il corpo 1 è stato assoggettato.

Allo scopo di incrementare l'inerzia della lamina 2, e dunque di esaltarne le deformazioni, ad essa può essere applicata una massa, quale quella indicata con M nella figura 1.

Sebbene nella realizzazione esemplificativa schematica illustrata nelle figure 1 e 2 sia mostrato l'impiego di un unico resistore a film spesso, è evidente che due o più resistori a film spesso possano essere disposti sulla lamina 2, in posizioni dove la deformazione del substrato risulti particolarmente sensibile.

Così, come è mostrato nella figura 3, su ciascuna delle due facce della lamina 2 di figura 1 può essere applicato un rispettivo resistore a film spesso 3, 3' : quando per effetto di accelerazioni o vibrazioni l'uno si estende, l'altro si comprime e con l'opportuna disposizione circuitale di tali resistori (ad esempio la disposizione di figura 4) è possibile sommarne gli effetti ottenendo a parità di sollecitazione, un segnale elettrico più forte.

Nella figura 5 è mostrato un dispositivo secondo il trovato, nel quale la lamina di supporto 2 ha entrambe le estremità vincolate ad incastro al corpo 1 di cui si intendono rivelare accelerazioni o vibrazioni. Alla lamina 2 sono applicati, su una medesima faccia, resistori a film spesso 3 nella zona centrale e 3' in

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prossimità dei vincoli. Se la massa M è applicata centralmente sull'altra faccia della lamina 2, una forza F2 agente nel verso illustrato tende a deformare tale lamina nel modo rappresentato a tratteggio, comprimendo i resistori 3 ed estendendo i resistori 3'. Con la disposizione circuitale a ponte mostrata nella figura 6 è allora possibile anche in questo caso sommare gli effetti delle deformazione dei resistori 3 e 3'.

Non necessariamente la lamina di supporto 2 è di materiale ceramico: essa potrebbe essere ad esempio di acciaio ed i resistori a film spesso potrebbero essere applicati su areole preventivamente isolate di tale lamina, oppure a tale lamina potrebbero essere applicati resistori a film spesso preventivamente depositati su un substrato isolante, ad esempio di ceramica.

Inoltre non necessariamente la lamina di supporto 2 ha una forma rettangolare, e tantomeno è necessario che essa sia vincolata unicamente in corrispondenza di una porzione del suo contorno. Nella figura 7 è mostrata una realizzazione in cui la lamina di supporto 2 ha una forma circolare, e la sua periferia è serrata tra due semigusci 11 e 12 formanti nel loro complesso un involucro chiuso. Nella realizzazione illustrata, l'eventuale massa M è preferibilmente da applicarsi al centro della lamina, e il resistore o i resistori a film spesso debbono essere naturalmente applicati sulla stessa in posizioni in cui le deformazioni risultino particolarmente sensibili, e cioè preferibilmente nei pressi del centro della lamina e del vincolo periferico.

In vista di un impiego in condizioni in cui si prevedano sol-5 lecitazioni molto modeste sulla lamina, oltre al ricorso ad una massa ausiliaria può essere utile fare il vuoto nell'involucro in cui è fissata la lamina, allo scopo di evitare gli smorzamenti dovuti all'aria.

Se invece nella condizione di impiego si prevedono sollecitalo zioni assai elevate sulla lamina, può risultare conveniente che l'involucro in cui è montata la lamina sia riempito almeno in parte con un fluido inerte, ad esempio olio, freon, ecc.

Un sensore di accelerazione secondo il trovato può trovare un vantaggioso impiego per la misura delle accelerazioni di au-15 tovetture 0 veicoli industriali. Esso può essere inoltre utilizzato per rilevare e misurare le vibrazioni di un autoveicolo su terreni più o meno accidentati.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno es-20 sere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione del presente modello.

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1 foglio disegni

Claims

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1. Dispositivo sensore di accelerazione o di vibrazioni, caratterizzato dal fatto che comprende una struttura di supporto (2; 11, 12) destinata ad essere vincolata al corpo (1) di cui si vogliono misurare l'accelerazione o le vibrazioni e comprendente una lamina (2) deformabile elasticamente per effetto di un'accelerazione di detto corpo (1); su detta lamina (2) essendo applicato almeno un resistore a film spesso (3) in modo tale che esso presenti, nell'impiego, deformazioni univocamente corrispondenti alle deformazioni della lamina (2), e mezzi circuitali (8; 9, 10) collegati a detto almeno un resistore (3) et atti a fornire segnali elettrici indicativi delle variazioni della sua resistenza.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a detta lamina (2) è fissata una massa (M) destinata ad incrementarne l'inerzia, e ad esaltarne le deformazioni.

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RIVENDICAZIONI

3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, particolarmente per l'impiego in situazioni in cui si prevedono sollecitazioni molto modeste sulla lamina (2), caratterizzato dal fatto che detta struttura comprende un involucro (11, 12) chiuso a tenuta d'aria ed in cui è fatto il vuoto, e nel quale è montata detta lamina (2).

4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, particolarmente per l'impiego in situazioni in cui si prevedano sollecitazioni superiori ad un valore prestabilito sulla lamina (2), caratterizzato dal fatto che detta struttura comprende un involucro (11, 12) chiuso a tenuta di liquido, contenente un liquido inerte, e nel quale è montata detta lamina (2).

5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che presenta una lamina (2) su cui è applicato il resistore, e che è vincolata a detta struttura di supporto (11, 12) lungo la sua periferia.

6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta lamina (2) è di materiale ceramico.

7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto comprende una lamina di metallo sulla quale è applicato uno strato di materiale ceramico recante uno o più resistori a film spesso.