Акселерометр

 

Изобретение относится к фотоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для различных объектов. Цель изобретения -уменьшение нелинейности выходной характеристики акселерометра. В процессе измерения светопоглощэющий элемент деформируется при увеличении измеряемого ускорения до значений, при которых светоэлектрическая характеристика приемника 4 становится нелинейной, срабатывает схема 6 сравнения. При этом подключаются дополнительный источник 5 излучения и блок 7 вычитания. Источник 5 излучения создает световой поток, смещающий рабочую точку приемника 4 в линейную область. 4 ил.

COI."3 СС "FTCKL1X

СОЦИАЛИС ИНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Р 15/08

ГОСУДАР СТВЕ Н ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695402/10 (22) 29.05.89 (46) 07.01.92. 6юл. М 1 (72) IQ.B. Есипов и Д.В, Пухлеков (53) 531.768 (088.8) (56) Патент США Рк 4226120. кл. G 01 P 15/08, 1980, 3 явка ФРГ М 2620914, кл. G 01 Р 15/08, 1978. (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к фотоэлектрическим акселерометрам. предназначенным

„„ 4 „„1704097 А1 для различных объектов. Цель изобретения -уменьшение нелинейности выходной характеристики акселерометра. В процессе измерения светопоглощающий элемент деформируется при увеличении измеряемого ускорения до значений, при которых светоэлектрическая характеристика приемника 4 становится нелинейной, срабатывает схема

6 сравнения. При этом подключаются дополнительный источник 5 излучения и блок

7 вычитания. Источник 5 излучения создает световой поток, смещающий рабочую точку приемника 4 в линейную область. 4 ил.

l" з:.бретение о. >-.:-си» w к изм рению параметров движения, в час1ности к измерителям линейных ускорений прямого преобразования фотоэлектрического типа для объектов различного класса и назначения, Целью изобретения является уменьшение нелинейности выходной характеристики акселерометра.

На фиг. 1 представлена структурная схема акселерометра; на фиг. 2 — конструкция кинематического устройства и его оптических связей: на фиг. 3 и 4 — выходная характеристика акселерометра и рабочая характеристика фотоприемника, соответственно.

Акселерометр содержит источник 1 оптического излучения, оптически связанный с кинематическим устройством 2, соединенные через первый полюс оптического соединителя 3 с приемником 4 оптического излучения,на второй входной полюс оптического соединителя 3 подключен источник

5 оптического излучения смещения, электрический выход приемника 4 подключен к входам схемы 6 сравнения и блока 7 вычитания, причем выход схемы 6 сравнения соединен с вторым входом блока 7 вычитания и управляющим входом источника 5 излучения смещения.

Кинематическое устройство 2 (фиг. 2) содержит светочувствительный элемент 8, оптически связанный по входу с источником 1 огтического излучения, по выходу с первым входным полюсом оптического соединителя

3, контактирующий с светочувствительным элементом 8, светопо.-лсщаюш,.й элемент 9 закреплен на поверхности мембраны 10, с которой контактирует ине; .. -нное тело (ртуть) 11.

Алселерометр работает следующим обг

При наличии ускорени; Ф,,ccьпадающего с осью ч;.встви гел HGc v1 кинечатическо. о с-„-сйс ;а 2, подд -тc -"å÷ и - .-: i-ого тел 11 мембрана 10 (ф г. 2) пр:г;..естся, вследствие чего светопоглощающий элемент g изменяет площадь огтического конактг с поверхностью:ветоь, =c ви=льного элемента 8. В результате этого часть световой энергии поглощается, уменьшая величину отраженного световс:ro потока, ;,acòè ающсгс приемника 4 излучеия. Выходная характеристика акселеро; етрг G, = U,) имеет соответствующий вид (фиг, 3).

, -;мальому ускорению G, = 0 соствстстмаксйм=-,,ьный выходной сигнал U,-.-. ,pl возрастании ускорения световой готок на входе приемника 4 уменьшается и соот.1ьенно уменьшается не: ° .кение на

55 вы»оде приемнила. Когда ускорение Gx увеличивается до такого значения, что световой поток на входе приемника 4 достигает нижней границы Фь линейного участка рабочей характеристики фотоприемника

Ux - fz(Ф») (фиг. 4) и напряжение на его выходе станет равным Umi>, срабатывает схема 6 сравнения. ко орая подключает дополнительный источник 5 излучения смещениг и блок 7 вычитания. При этом дополнительный источник 5 излучения создает световой поток Фь = Фь ь (фиг. 4), который смещает рабочую точку на линейный участок в точку

Ф = Фп п + Фо = 2 Фм!п.

Для того, чтобы на выходе напряжение соответствовало текущему значению ускорения, включается блок 7 вычитания, который выполняет функцию

Ux,= U» - Uo, где U» — напряжение на выходе приемника

4 после включения дополнительного источника 5 излучения.

Когда на выходе приемника 4 напряжение станет равным U» = Umi>, т. е. ф = Фь,|„(фиг. 4), на выходе блока 7 вы итания напряжение станет равным Ux - Umln-Uo.

Формула изобретения

Акселерометр, сбдержащий установленный в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде контактирующих между собой каплевидного светопоглощающего элемента и светопроводящего элемента, нагруженнь.х инерционной ма=со; и закрепленных в корпусе, а также источник и приемник излучения, оптически связанные между собой через светопроводящий элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейности выходной характеристики акселег ометра, в него дополнительно введень, источ и. оптическогс излуче ия с. :-,;.. =, спт; нес. 1й ссединитель, схема сравнения и блок вычитания, причем выход дополнительного источника излучения смещения через огтический световод подсоедине .. герьсму -- .—. л;; полюсу оптического соединителя, к второму входному полюсу котосю-о под"ое è÷ через оптический счетовод ей ход свето -.- стенал,.-ного элемента, вь »одной полюс соединителя оп.ически связан с приемником излучения, электрический выход которого под лю ен к входу схемы сравнения и гервому вход бло а вычитания, выход схемы сравнена= соед ;нен с вторым входом блока вычитан,л и управляющим входом источника излучения смещения, а светопоглощающий элемент закрег лен в корпусе ма мембране.

1 4097

Йп1

Фи 3 o min) а 7

Составитель И.Лукомский

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Редактор Н.Бобкова

Заказ 61 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 475

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. 101

11

10 б,»

0ma»

Ию