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利用流体热对流测量加速度和/或倾斜角的方法和装置

摘要

本发明提供了一种利用流体热对流测量加速度和倾角的装置,其包括容纳流体的容器;散热体,包括布置在容器中的第一加热元件和第二加热元件以及第一和第二加热元件的端部电连接形成的交叉点,当通过第一和第二加热元件的另一端部施加电流时散发热量;以及热电偶,包括接触散热体交叉点的热电偶连接点,并且与散热体关于散热体的交叉点点对称,其中测量热电偶两个端部之间的电压来计算散热体交叉点的温度。利用散热体交叉点的温度测量沿着在包括散热体的假想平面上经过散热体交叉点的假想线方向作用的加速度以及表示该假想线相对于地球引力方向的倾斜程度的倾角。

著录项

  • 公开/公告号CN101002102A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2007-07-18

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社韩国森希斯;

    申请/专利号CN200580026356.1

  • 发明设计人 文一权;郑大和;郑纶熙;

    申请日2005-08-01

  • 分类号G01P15/03(20060101);

  • 代理机构11243 北京银龙知识产权代理有限公司;

  • 代理人张敬强

  • 地址 韩国庆尚北道

  • 入库时间 2023-12-17 18:54:43

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2013-09-18

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01P15/03 授权公告日:20091111 终止日期:20120801 申请日:20050801

    专利权的终止

  • 2010-10-20

    专利权的转移 IPC(主分类):G01P15/03 变更前: 变更后: 登记生效日:20100901 申请日:20050801

    专利申请权、专利权的转移

  • 2009-11-11

    授权

    授权

  • 2007-09-12

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2007-07-18

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量加速度和倾角的装置和方法,更具体地涉及用于测量加速度和相对于地球引力方向的倾角的装置和方法,其利用如下现象:由流体例如气体或液体的热对流冷却的散热体的冷却程度取决于加速度的方向和大小。

背景技术

近来,加速度测量器件或者加速度计广泛用于机动车气囊、悬挂系统、航空或军事用途的移动体的位置控制系统、以及例如计算机或移动电话的电子产品的运动输入器件和碰撞探测器件。

传统的加速度计根据操作方式分为伺服型、压电型、压阻型和电容型。在加速度计的这些类型中,通过施加力“F”到移动体使具有质量“m”的移动体以加速度“a”加速,其中F=ma。在这种情形下,通过测量随移动体的位移改变的控制信号、压电电压、压电电阻或者电容来获得加速度。为了在上述传统加速度计中提高测量加速度的精度,需要一种能够精确测量随加速度改变的移动体位移的结构。然而,这样的移动体需要复杂的制造工序并且降低了加速度计的耐用性。

同时,利用流体热对流的传统对流型加速器可以如美国专利No.2440189、2455394、5581034、6182509和日本专利No.H7-260820、2000-193677中公开地那样实施。这些对流型加速度计展现出的灵敏度和响应速度低于使用上述移动体的加速度计。当流体的压力随外部压力或温度的变化而改变时,加速度无法被精确测量。从而,包装方法受到限制并且需要对外部温度单独进行测量。

发明内容

为了解决上述问题和/或其它问题,本发明提供了一种用于测量加速度和倾角的装置,其具有不包含移动体的简单结构并利用如下现象:由流体的热对流冷却的散热体的冷却程度随加速度的方向和大小而改变,从而简化了制造工序、降低了制造成本并且提高了耐用性。

本发明提供了一种用于测量加速度和倾角的方法,其展现出比传统对流型加速度计改善了的灵敏度和响应速度,并且能够通过补偿流体压力变化对加速度的影响更加准确地测量加速度。

根据本发明的一个方面,利用流体热对流的一种用于测量加速度和倾角的装置包括:容纳流体的容器;散热体,包括布置在容器内的第一加热元件和第二加热元件以及第一和第二加热元件的端部电连接形成的交叉点,当通过第一和第二加热元件的另一端部施加电流时散发热量;以及热电偶,包括接触散热体交叉点的热电偶连接点,并且与散热体关于散热体的交叉点点对称,其中测量热电偶两个端部之间的电压来计算散热体交叉点的温度,其中利用散热体交叉点的温度测量沿着经过包括散热体的假想平面上的散热体交叉点的假想线方向作用的加速度,以及表示假想线相对于地球引力方向倾斜程度的倾角。

根据本发明的一个方面,利用流体热对流的一种用于测量加速度和倾角的装置包括容纳流体的容器;布置在容器内的散热体,具有矩形形状从而具有电连接的第一交叉点、第二交叉点、第三交叉点和第四交叉点,并且关于彼此相对的第一和第二交叉点中间的假想中心点点对称,并且当施加电流时散发热量;第一热电偶,包括接触散热体第一交叉点的热电偶连接点,其中测量第一热电偶两个端部之间的电压来计算散热体第一交叉点的温度;以及第二热电偶,包括接触散热体第二交叉点的热电偶连接点,并且与第一热电偶关于该假想中心点点对称,其中测量第二热电偶两个端部之间的电压来计算散热体第二交叉点的温度,其中利用散热体第一和第二交叉点之间温度的差值测量沿着经过第一和第二交叉点的假想线方向作用的加速度以及表示该假想线相对于地球引力方向倾斜程度的倾角。

电流通过第三和第四交叉点施加到散热体。

该装置可以进一步包括:第三热电偶,包括接触散热体第三交叉点的热电偶连接点,其中测量第三热电偶两个端部之间的电压来计算散热体第三交叉点的温度;以及第四热电偶,包括接触散热体第四交叉点的热电偶连接点,并且与第三热电偶关于该假想中心点点对称,其中测量第四热电偶两个端部之间的电压来计算散热体第四交叉点的温度,其中利用散热体第三和第四交叉点之间温度的差值测量沿着经过第三和第四交叉点的假想线方向作用的加速度以及表示经过第三和第四交叉点的该假想线相对于地球引力方向倾斜程度的倾角。

在这种情形下,为了向散热体提供电流,四个电极电连接到散热体并且关于假想中心点点对称。

根据本发明的另一个方面,一种利用流体热对流测量加速度和倾角的方法,使用上面的装置,该装置包括:施加电流到散热体使散热体散发热量以促进流体的热对流,测量第一热电偶两个端部之间的电压以利用测得的电压计算散热体第一交叉点的温度,并且测量第二热电偶两个端部之间的电压以利用测得的电压计算散热体第二交叉点的温度,以及利用上面获得的温度之间的差值计算沿着经过第一和第二交叉点的假想线方向作用的加速度以及表示该假想线相对于地球引力倾斜程度的倾角。

该方法进一步包括对散热体第一和第二交叉点的温度计算中计算得到温度进行求和,并且利用该温度的和计算容器中流体的压力,以及利用从容器中流体压力的计算中获得的流体压力对从加速度和倾角计算中获得的加速度和倾角进行校正。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置沿z轴方向的截面图;

图2为图1中装置沿y轴方向的截面图;

图3为图1中装置当加速度施加于y轴方向时的截面图,其中加速度和重力加速度的和由向量来表示;

图4为示意图,显示了当在图1中装置的容器内+y方向施加具有和重力加速度“g”大小相等的加速度时,在x-y平面上产生的热对流的方向和模式;

图5为示意图,显示了当在图1中装置的容器内-y方向施加具有和重力加速度“g”大小相等的加速度时,在x-y平面上产生的热对流的方向和模式;

图6为用来解释图1中装置的y倾角的截面图;

图7显示了图1中装置的散热体交叉点的温度特性曲线,其分别由y轴方向的加速度和相对于地球引力方向的倾角而定;

图8为根据本发明另一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置沿z轴方向的截面图;

图9为曲线图,显示了当图8装置中的容器内流体压力变化时在散热体交叉点测量的温度特性曲线;以及

图10为根据本发明再一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置沿z轴方向的截面图。

最佳实施方式

在下文中,将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。

图1为根据本发明一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置沿z轴方向的截面图。图2为图1中装置沿y轴方向的截面图。图3为图1中装置当加速度施加于y轴方向时的截面图,其中加速度和重力加速度的和由向量来表示。图4为示意图,显示了当在图1中装置的容器内+y方向施加具有和重力加速度“g”大小相等的加速度时,在x-y平面上产生的热对流的方向和模式。图5为示意图,显示了当在图1中装置的容器内-y方向施加具有和重力加速度“g”大小相等的加速度时,在x-y平面上产生的热对流的方向和模式。图6为用来解释图1中装置的y倾角的截面图。

参考图1到3和图6,根据本发明一个实施方式的利用流体的热对流来测量加速度和倾角的装置100,包括容器10、散热体20和热电偶30。

容器10容纳流体1。流体1可以是气体或者液体。散热体20布置在容器10内,且包括第一加热元件21、第二加热元件22和交叉点23。第一和第二加热元件21和22由金属材料例如镍或者铬形成。在本实施方式中,第一和第二加热元件21和22具有相同的长度和电阻。通过电连接第一和第二加热元件21和22的端部形成交叉点23。第一和第二加热元件21和22的另一端部分别电连接到电极24和25。电极24和25连接到提供电流的电流源装置(未示出)。当电流源装置提供电流时,在第一和第二加热元件21和22中产生焦耳热。

如图1中所示,热电偶30与散热体20关于散热体20的交叉点23点对称。热电偶30包含第一导线31、第二导线32和热电偶连接点33。第一和第二导线31和32由金属材料例如镍或者铬形成。第一和第二导线31和32由不同的金属形成,从而第一导线31由镍形成而第二导线32由不是镍的金属形成,例如铬。热电偶连接点33由第一和第二导线31和32的端部电连接形成。热电偶连接点33接触散热体20的交叉点23。第一和第二导线31和32的另一端部分别电连接到电极34和35。用于测量电极34和35间电压的电压测量装置(未示出)连接到电极34和35。

散热体20的交叉点23的温度可以使用由电压测量装置测得的电压来计算。加速度和倾角的大小和方向可以使用计算出的温度独立地计量。加速度的方向为在包括散热体20的假想平面上经过散热体20的交叉点23的假想线方向。同样,倾角即y倾角为该假想线方向相对于地球引力方向的倾斜程度。

使用根据上述构造的本发明实施方式的用于测量加速度和倾角的装置100测量加速度和倾角的原理和方法将在下面详细描述。

当容器10中流体1的压力改变时,压力的变化影响流体1的热对流,这造成加速度和倾角测量的误差。因而,下面将描述当容器10内流体1的压力恒定时精确测量加速度和倾角的步骤。

当图1和2所示的散热体20的交叉点23设置为空间坐标的原点(x=0,y=0,z=0)并且只在-z方向上施加重力加速度时,通过从电流源装置施加电流到电极24和25,在散热体20中,即第一和第二加热元件21和22中产生焦耳热。从而,容器10中的流体1依赖于焦耳热、流体1的热传导性、以及容器10的边界条件,其在容器10中具有空间温度分布。流体1的靠近散热体20从而被散热体20加热的部分具有比其它部分相对较高的温度。因此,这部分的密度相对地减小进而这部分在与重力加速度方向相反的方向即+z方向上受到浮力。从而,被散热体20加热的流体1的这部分向散热体20的上部空间(z>0)流动。当流体1被加热部分流动时,由于流体1被加热部分占据的空间被腾空,随着位于散热体20的下部空间(z<0)并且具有比流体1被加热部分相对较低的温度的流体向+z方向流动,腾空的空间被填充。当与散热体20分开时,移动到散热体20的上部空间(z>0)的流体1部分的温度降低。因此,这部分沿着容器10的内侧壁向-z方向流动并且填充散热流体20的下部空间(z<0)。

所以,当如上所述通过施加电流到散热体20从而在散热体20中产生焦耳热时,在容器10中产生流体1的循环,即热对流。

如图3所示,当在+y方向上施加加速度ay时,围绕散热体20的流体1热对流的方向受到加速度ay和重力加速度g的向量和的影响,并改变为与向量和相反的方向。围绕散热体20的热对流的强度,即流体1流动的平均速度,与向量和的大小成比例地改变。由于散热体20产生的热量大部分被流体1冷却,所以热对流的大小和方向的变化改变了散热体20的冷却程度,即散热体20的温度。同样,当流体1靠近产生热量的散热体20时,热对流大小和速度的变化增大。

图4和5分别显示了在+y方向和-y方向施加具有与重力加速度“g”相同大小的加速度情况下的模拟结果。图4和5显示了在图1所示x-y平面上产生的流体1热对流模式。在图4和5中,箭头表示流体1流动的方向,并且表示热对流模式的每条线的长度与流体1的流动速度成比例。被提供的电流加热的散热体20的平均温度为大约150℃,容器10的平均温度为25℃。可以看到,取决于加速度变化的流体1流动方向和速度的变化,即热对流的变化,在交叉点23周围产生最大值。这是因为,热量高度集中在散热体20的交叉点23上以及其周围。所以,散热体20的交叉点23受热对流的影响最灵敏,因此在交叉点23周围产生的散热体20的冷却程度即温度变化最大。

详细地,当具有与重力加速度相同大小的加速度施加在+y方向时,如图3所示,设置散热体20的空间(y>0)中的流体1部分具有高于流体1整体平均温度的温度,其受加速度ay和重力加速度g的向量和的影响,如图3所示,从而该部分以相反于向量和的方向流动并且冷却散热体20的交叉点23。相反,当具有与重力加速度相同大小的加速度施加在-y方向时,设置热电偶30的空间(y<0)中的流体1部分具有低于流体1整体平均温度的温度,其受加速度ay和重力加速度g的向量和的影响,从而该部分以相反于向量和的方向流动并且冷却散热体20的交叉点23。

从而,当在+y方向上施加加速度时测得的散热体20交叉点23的温度比当在-y方向上施加加速度时测得的散热体20交叉点23的温度高。由于散热体20的交叉点23的温度变化大小决定于作用在y轴方向上的加速度的大小,所以通过使用热电偶30测量散热体20的交叉点23的温度,可以以较高灵敏度和较快响应速度获得作用在y轴方向上的加速度的方向和大小。

当使用根据上述构造的本发明实施方式的用于测量加速度和倾角的装置100时,可以如下所述地测量y倾角。如图6所示,当只有重力加速度施加到用于测量加速度和倾角的装置100时,x轴垂直于地球引力的方向固定,而y轴倾斜,这样+y方向相对于地球引力的方向成“h”弧度。在这种情形下,当重力加速度被矢量分解时,以与重力加速度相关的等式“ay=g cos(h)”给出作用在倾斜的y轴方向上的加速度ay。这样,当通过执行上面获得加速度的步骤以获得在y轴方向上的加速度ay时,可以从等式“ay=g cos(h)”获得倾角h。

图7显示了取决于作用在用于测量加速度和倾角的装置100中的倾角h和y轴方向上的加速度分布的散热体20交叉点23处的温度分布,和取决于当预定数量的电流施加到散热体20时,使散热体20的平均温度为大约150℃而容器102的平均温度为25℃的倾角的散热体20交叉点23处的温度分布。参考图7可以看到,散热体20的交叉点23的温度线性响应于作用在y轴方向上的加速度大小。因此,由于根据本实施方式的用于测量加速度和倾角的装置100测量了散热体20的交叉点23的温度并且利用了当流体1的压力恒定时如图7所示的特性曲线,所以可以以高灵敏度和快速响应速度获得作用在y轴方向上的加速度和相对于地球引力方向的倾角。

图8显示了根据本发明另一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置200。参考图8,用于测量加速度和倾角的装置200包括容器10、散热体40、第一热电偶50和第二热电偶60。

散热体40布置在容器10中。在本实施方式中,散热体40为矩形,特别地,是正方形。散热体40关于假想中心点45点对称,该点45位于后面将描述的第一交叉点41和第二交叉点42的中间。散热体40包括第一交叉点41、第二交叉点42、第三交叉点43和第四交叉点44,它们彼此间电连接。第一和第二交叉点41和42彼此相对布置,同时第三和第四交叉点43和44彼此相对布置。散热体40的第三和第四交叉点43和44电连接到电极46和47。用于提供电流到电极46和47的电流源装置(未示出)连接到电极46和47。当由电流源装置提供电流时,在散热体40中产生焦耳热。

第一热电偶50包括第一导线51、第二导线52和热电偶连接点53。第一和第二导线51和52由金属材料例如镍和铬形成。第一和第二导线51和52由不同的金属形成。第一和第二导线51和52的端部电连接形成热电偶连接点53。热电偶连接点53接触散热体40的第一交叉点41。第一和第二导线51和52的另一端分别电连接到电极54和55。用于测量电极54和55之间电压的电压测量装置(未示出)连接到电极54和55。

第二热电偶60与第一热电偶50关于假想中心点45点对称。第二热电偶60包括第三导线61、第四导线62和热电偶连接点63。第三和第四导线61和62由金属材料例如镍和铬形成。第三和第四导线61和62由不同的金属形成。第三和第四导线61和62的端部电连接形成热电偶连接点63。热电偶连接点63接触散热体40的第二交叉点42。第三和第四导线61和62的另一端分别电连接到电极64和65。用于测量电极64和65之间电压的电压测量装置(未示出)连接到电极64和65。

散热体40的第一和第二交叉点41和42的温度可以使用通过电压测量装置测得的电压来计算。使用测得的温度的差值可以独立地测量加速度的大小和方向以及倾角,加速度的方向为通过每一个第一和第二交叉点41和42的假想线方向。倾角即y倾角,指的是该假想线方向相对于地球引力方向的倾斜程度。

在使用如上构造的用于测量加速度和倾角的装置200来测量加速度和倾角的方法中,当容器10中流体1的压力恒定时,施加电流到散热体40并且施加加速度ay到如图8所示的y轴方向。类似于本发明的前述实施方式,散热体40的周围产生y轴方向上的热对流分量。然而在这个实施方式中,由于散热体40关于假想中心点45点对称,因此位于第一和第二交叉点41和42周围的散热体40部分关于y轴方向具有彼此相反的形状。

因此,在散热体40的第一和第二交叉点41和42上,y轴方向热对流带来的冷却效应是彼此相反的。例如,当加速度ay作用在+y方向时,产生-y方向的热对流分量,从而如上面参照图5所描述的,第一交叉点41由流体1中温度低于流体1整体平均温度的部分来冷却。相反,如上面参照图4所描述的,第二交叉点42由流体1中温度高于流体1整体平均温度的部分来冷却。因此,散热体40的第二交叉点42的温度比第一交叉点41的温度高。

由于散热体40的第一和第二交叉点41和42的温度彼此不同,当加速度ay作用在+y方向时,从第一热电偶50测得的第一交叉点41的温度T1和从第二热电偶60测得的第二交叉点42的温度T2之间的差值(T1-T2)成为与加速度ay的大小成比例的负值。相反,当加速度ay作用在-y方向时,第一和第二交叉点41和42之间的温度差值(T1-T2)成为与加速度ay的大小成比例的正值。因此如前面的实施方式那样,当流体1的压力恒定时,通过测量散热体40的两个交叉点41和42之间温度差值,根据本实施方式的用于测量加速度和倾角的装置200可以以高灵敏度和快速响应速度获得作用在y轴方向的加速度的方向和大小。同样,使用前面实施方式参考图6所描述的方法,装置200可以测量相对于地球引力方向的y倾角。

同时,容器10中流体1的压力可以根据容器10外部压力或者温度的变化而改变。在这种情况下,由于散热体通过流体1热对流冷却的程度不仅取决于加速度而且取决于流体1的压力,所以无法精确获得加速度ay和y倾角。一种甚至在流体1压力改变时都能够精确获得加速度ay和y倾角的方法将在下面描述。

图9显示了当流体1为氮气并且散热体40产生预定数量的焦耳热时,随着容器10的压力的变化,与第一交叉点41接触的第一热电偶50的温度变化。参考图9,一般而言,随着流体1压力的增大,产生了更多的热对流,从而散热体40的冷却程度增大。相反,当流体1的压力减小时,通过热对流对散热体40冷却的程度减小。因此,当流体1的压力根据容器10外部产生的压力或者温度变化而改变时,散热体40的交叉点41和42的温度不仅由加速度改变而且由流体1的压力改变。这样,从温度差值(T1-T2)无法精确地获得加速度ay和y倾角。

然而,由于第一和第二交叉点41和42受到由加速度ay产生的相反的冷却作用,所以第一交叉点41的温度T1和第二交叉点42的温度T2的和(T1+T2)始终是与加速度ay无关的常数,仅仅取决于流体1的压力。因此,在根据这个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置200中,从温度和(T1+T2)可以获得流体1的压力。通过使用获得的流体1的压力,关于温度差值(T1-T2)校正流体1压力的变化,甚至在流体1压力改变时也能够准确地获得作用在y轴方向的加速度和相对于地球引力方向的y倾角。

图10显示了根据本发明再一个实施方式的用于测量加速度和倾角的装置300。在图10中,和图8所示的前述实施方式中相同的附图标记表示具有相同功能的相同元件,具有轻微变化的元件用后缀“a”表指示。由于图8和10中所示实施方式之间的很多部分是相同的,所以只对不相同的部分进行详细描述。参照图10,根据本实施方式的用于测量加速度和倾角的装置300包括容纳流体1的容器10、散热体40a、第一热电偶50、第二热电偶60、第三热电偶70和第四热电偶80。

如图10所示,在散热体40a中,四个电极46、47、48和49彼此电连接并且布置成关于假想中心点45点对称。当电极46和47电连接到电流源装置(未示出)的(+)极时,电极48和49电连接到电流源装置的(-)极。由电极46经由第一和第三交叉点41和43到电极48和49的电流通路、由电极47经由第一和第三交叉点42和44到电极48和49的电流通路,通过电流源装置提供的电流以及散热体40的电阻产生焦耳热。

第三热电偶70包括第五导线71、第六导线72和热电偶连接点73。第五和第六导线71和72由彼此不同的金属材料例如镍和铬形成。通过电连接第五和第六导线71和72的端部形成热电偶连接点73,该热电偶连接点73接触散热体40的第三交叉点43。第五和第六导线71和72的另一端部分别电连接到电极74和75。可以测量电极74和75之间电压的电压测量装置(未示出)连接到电极74和75。

第四热电偶80与第三热电偶70关于假想中心点45点对称。第四热电偶80包括第七导线81、第八导线82和热电偶连接点83。第七和第八导线81和82由彼此不同的金属材料例如镍和铬形成。通过电连接第七和第八导线81和82的端部形成热电偶连接点83,该热电偶连接点83接触散热体40的第四交叉点44。第七和第八导线81和82的另一端部分别电连接到电极84和85。可以测量电极84和85之间电压的电压测量装置(为示出)连接到电极84和85。

如在图8中所示的上述实施方式那样,在如上构造的用于测量加速度和倾角的装置300中,通过校正由于流体1压力变化产生的误差,可以准确地获得加速度的大小和方向。两个实施方式的区别在于,可以获得y和x方向的加速度以及y和x倾角,这将在下面详细描述。y倾角和图8所示的上述实施方式中的倾角相同,而x倾角指的是通过第三和第四交叉点43和44的假想线相对于地球引力方向的倾斜程度。

当容器10中流体1的压力恒定并且加速度a以与如图10所示x-y平面上的x轴成一角度作用时,如在图8中所示的上述实施方式那样,加速度a的y轴分量ay在散热体40a周围产生y轴方向的热对流分量。位于x轴上的第三和第四交叉点43和44的周围的散热体40部分具有关于x轴方向相反的形状,但关于y轴方向形状相同。从而,位于x轴上的第三和第四交叉点43和44同等地受到来自y轴方向的热对流分量的冷却作用。在第三和第四交叉点43和44之间没有产生源于加速度分量ay的温度差值。位于y轴上的第一交叉点41和第二交叉点42的周围的散热体40部分具有关于y轴方向相反的形状。从而,如在图8中所示的上述实施方式那样,位于y轴的第一和第二交叉点41和42彼此相反地受到y轴方向的热对流分量的冷却作用。在第一和第二交叉点41和42之间产生源于加速度分量ay的温度差值。

因此,当加速度分量ay作用在+y方向时,从第一热电偶50测得的第一交叉点41的温度T1和从第二热电偶60测得的第二交叉点42的温度T2之间的差值(T1-T2)成为与加速度分量ay的大小成比例的负温度值。相反,当加速度分量ay作用在-y方向时,从温度差值(T1-T2)获得与加速度分量ay的大小成比例的正温度值。

同样地,从差值(T3-T4)的符号和大小可以获得加速度a的x轴分量ax的方向和大小,温度T3和T4由分别接触位于x轴的第三和第四交叉点43和44的第三和第四热电偶70和80测量。结果,以与图8中所示的上述实施方式相同的方法,当流体1的压力变化时,通过测量散热体40的两对交叉点41、42、43和44之间的温度差值,本实施方式中用于测量加速度和倾角的装置300可以以高灵敏度和较快的响应速度获得作用在x-y平面上的加速度以及相对于地球引力方向的y倾角和x倾角。

如图8中所示的上述实施方式那样,当容器10中流体1的压力随容器10外部产生的压力或温度的变化而改变时,在根据本实施方式的用于测量加速度和倾角的装置300中,可以从位于y轴的第一和第二交叉点41和42的温度和(T1+T2)以及位于x轴上的第三和第四交叉点43和44的温度和(T3+T4)中获得流体1的压力。从而,使用获得的流体1的压力,通过校正随流体1的压力变化的温度差值(T1-T2)和(T3-T4),甚至在流体1的压力改变时也能够准确地测量作用在x-y平面上的加速度以及相对于地球引力方向的y倾角和x倾角。

虽然已经参考优选的实施方式对本发明进行了具体地展示和描述,但是,本领域技术人员应当明了,在不脱离由附加的权利要求书限定的本发明主旨和范围的情况下,可以在其中进行各种各样的形式以及细节的改变。

工业适用性

如上面描述的,根据本发明,由于移除了传统加速度计必需的移动体,具有简化的结构和改善的耐用性的加速度计可以用简化的制造工序和低廉的制造成本来制造。同样,根据本发明的加速度计在加速度的测量中可具有比传统的对流型加速度计改善的灵敏度和响应速度。此外,由于提供了校正流体压力变化的功能,该流体压力变化取决于外部压力或者温度变化,所以可以获得简单多样的封装方法并且不需要对外部温度进行额外测量。

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