Устройство для измерения ускорений

 

Изобретение предназначено для измерения низкочастотных линейных ускорений на объектах различного назначения. Цель изобретения - повышение точности измерения . При наличии измеряемого ускорения маятники 1 и 2, установленные в корпусе 7 на двух общих соосных торсионах 6, поворачиваются . Датчики 11 углового положения маятников выдают при этом сигналы н усилители 12. Выходной ток усиаителей запитывает катушки исполнительных элементов обратной связи. В результате взаимодействия токов в катушках с магнитным полем магнитов 9 маятники возвращаются в исходное положение. Кроме того, сигналы с усилителей 12 поступают на регистратор.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s G 01 P 15/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4685629/10 (22) 03.05.89 (46) 23.12.91. Бюл. ¹ 47 (71) Институт прикладной физики AH БССР (72) Н.А.Борисевич и В.И.Крылович (53) 531.768(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1040425, кл. G 01 P 15/13, 1983.

Патент США N 3071008, кл. 73-504, 1963. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЙ (57) Изобретение предназначено для измерения низкочастотных линейных ускорений. Ж 1700484 А1 на объектах различного назначения, Цель изобретения — повышение точности измерения. При наличии измеряемого ускорения маятники 1 и 2, установленные в корпусе 7 на двух общих соосных торсионах 6, поворачиваются. Датчики 11 углового положения маятников выдают при этом сигналы на усилители 12. Выходной ток усилителей запитывает катушки исполнительных элементов обратной связи, В результате взаимодействия токов в катушках с магнитным полем магнитов 9 маятники возвращаются в исходное положение. Кроме того, сигналы с усилителей 12 поступают на регистратор.1 ил.

1700484

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к линейным низкочастотным компенсационным маятниковым акселерометрам, и предназначено для прецизионного измерения ускорений различных обьектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения ускорений.

На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема акселерометра.

Устройство содержит компенсационный

1 и измерительный 2 маятники с напыленными на них токопроводами 3 и расположенными в них первой и второй катушками

10 исполнительных элементов 4 обратной связи 15 (датчиков момента) соответственно, держатели 5, жестко фиксирующие положение первой катушки датчика момента относительно компенсационного маятника, торсионы 6 упруго связывающие компенсационный и измери- 20 тельный маятники с корпусом 7, первые и ,вторые демпферы 8 в виде капиллярных трубок с жидкостью, жестко связанн ых с компенсационным и измерительным маятниками соответствен но и размещенны- 25 ми в них торсионами, первый и второй магниты 9, расположенные с зазором внутри первой и второй катушек датчиков момента соответственно, магнитный поток которых замыкается через магнитопровод 10, за- 30 крепленный на корпусе, первый и второй датчики углового положения маятника относительно корпуса (датчики углов) 11, измеряющие угловые перемещения компенсационного и измерительного ма- 35 ятников соответственно, выходы которых соединены с входами первого и второго усилителей 12 соответственно, выходы которых через токопроводы 13 соединены с входами первой и второй катушек датчиков момен- 40 тов, первый и второй токоограничительные резисторы 14, одним концом соединенные через токопроводы с выходом первой и второй катушек датчиков момента соответственно, вычислительный блок 15, первым и 45 вторым входом соединенный с выходом первого и второго усилителей соответственно. Маятники 1 и 2 выполняют иэ плавленного кварца. Токопроводы 3 представляют собой напыление и выполняют функции то- 50 коведущих дорожек, Катушки 4 являются бескаркасными. Держатели 5 выполнены из плавленного кварца и крепятся к корпусу первого маятника так, чтобы не нарушать балансировку, а с другой стороны к ним 55 приклеиваются катушки датчика момента.

Торсионы 6 крепятся к маятникам в пазах через изолирующие втулки, Корпус 7 выполнен в виде короба с термостэтированием с выводами для датчиков угловых перемещений и моментных датчиков. Демпферы 8 выполнены в виде капиллярных трубок, жестко связанный с маятниками, и заполнены вязкой невысыхающей жидкостью. Магниты 9постоянные магниты, являющиеся составной частью моментного датчика, выполнены из ферромагнитного материала. Магнитопровод 10 предназначен для уменьшения потоков рассеяния. Датчики угла t 1 — емкостные дифференциальные датчики. Усилители 12 — прецизионные усилители, усиливающие напряжение с выхода датчиков угла. Токопроводы 13 выполнены в виде спирали из электропроводного материала, огибающие изолирующие втулки маятников и осуществляющие передачу тока от усилителей 12 к катушкам 4 и от катушек к резисторам 14. Токоограничительные резисторы

14 — прецизионные резисторы, осуществляющие ограничение тока, протекающего через катушки 4 моментного датчика и находящегося в корпусе 7.

Вычислительный блок 15 формирует выходной сигнал, функционально связанный с измеряемым ускорением вида а=Ки а.-Киак.

/ где Кя — коэффициент, пропорциональный суммарной жесткости подвеса измерительного маятника (электрической и механической); Ки — коэффициент, про порциональный жесткости механической упругой связи между измерительной и компенсационной маятниковыми массами; аи и ак — углы отклонения измерительного и компенсационного маятников.

Устройство работает следующим образом.

При действии ускорения на корпус 7 устройства, направленного вдоль главной оси чувствительности маятников 1 и 2, датчики 11 угловых перемещений вырабатывают сигналы в виде напряжений, пропорциональных углам отклонений первого и второго маятников, Зти сигналы усиливаются до необходимого уровня усилителями 12 и через токоподводы 3 и 13 подаются в цепь катушек 4 и резисторов 14, в результате чего вырабатывается компенсирующий момент. Одновременно происходит вычисление значения ускорения в блоке

15.

Формула изобретения

Устройство для измерения ускорений, содержащее установленные в корпусе два маятника, снабженных датчиками углового положения маятника относительно корпуса, подключенных каждый к входу усилителя, выход которого подключен к датчику момен1700484

Составитель К. Лукомский

Редактор Л. Гратилло Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 4464 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 та, а выходы обоих усилителей подключены к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем маятники выполнены в виде рамок, причем второй маятник размещен внутри первого, а подвесы обоих маятников выполнены в виде двух общих соосных торсионов, причем второй маятник снабжен демпфером в виде капиллярных трубок с

5 жидкостью, охватывающих торсионы.