Способ измерения вектора чувствительности акселерометра

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ АКСЕЛЕРОМЕТРА , заключакндийся в том, что испытуемый и эталонный акселерометры устанавливают на вибростенц взаимно f ортогонально оси вибростенда, воздействуют на акселерометры попереадой гармонической вибрацией по нескольким направлениям и вычисляют компоненты вектора максимальной поперечной чувствительности , отличающийс я тем, что, с цепью повышения точное та измерения, используют трехком понентяые эталонный акселерометр и вибростена, причем гармонические кол&. бания возбуждают по трем взаимно перпендикулярным направлениям на различных между собой частотах, меньших первых резонансных частот продольный и поперечных колебаний чувствительно го элемента испытуемого акслерометра. на сигналов испытуемого и эталонного акселерометров выделяют сигналы с частотами, равными частотам колебаний внбростенаа, измеряют a raлитyды и фазы этих сигналов, а компоненты вектора чувствительности испытуемого акселерометра вычисляют по формуле 3 (. к,2: . t m.tei К « к-я компонента вектора чувгде ствительности испытуемого акселерометра (К 1,2,3); BCI - амплитуда составляющей напряжения на выходе испытус емого акселерометра, cooi ss йвтствующей частоте колебаний вибростенда по п-ому рабочему направлению; - разность фаз между составV , fi ляющей напряжения на выходе испытываемого акселерометра, соответствующей частоте кой О СХ5 пебаний стенда по п-ому рабочему направлению, и напряО 00 жением генератора, возбуждающего колебания по этому на« правлению; 1 iPT со Vnri /F - матрица, обратная матрице 1 mn p - амплитуда составляющей напряжения на выходе m -го канала эталонного акселерометра, соответст вующей частоте колебаний вибростенда по h--ому рабочему направлению; tj - разность фаз между составляющей напряжения не

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

qyD 6 01 P 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНР1ЫТИЙ (2 1 ) 3455207/18-10 (22) 22,06.82 (46) 15.04,84, Бюл. № 14 (72) С. B. Tapacoa (7l) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени госуцарственный университет (53) 531.768 (088,8) (56) 1. Gohn D. Ramboz. А treatise

conserning the measurment of accelегоmeter transverse sensitivity rateo. lust. Euviroom Sci. Annual.

Techn. Meet ° Proc., washington, D.Ñ., 1967, Mt. Prospect. 111, 1967, 297305.

2. Finley T.D. А comparison

method to measure accelегоmeter

transverse sensitivity, 1969, v.24, part 4, ббб (1-7) (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ BEKТОРА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ АКСЕЛЕРОМЕТРА, заключаюшийся в том, что испытуемый и эталонный акселерометры устанавливают на вибростенц взаимно ортогонально оси вибростенда, возцействуют на акселерометры поперечной гармонической вибрацией по нескольким направлениям и вычисляют компоненты вектора максимальной поперечной чув ствительности, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, используют трехком понентные эталонный акселерометр и вибростенц, причем гармонические коле бания возбужцают по трем взаимно пер пендикулярным направлениям на различных между собой частотах, меныцих первых резонансных частот продольный и поперечных колебаний чувствительно го элемента испытуемого акслерометра, э0» лдыи9 А из сигналов испытуемого и эталонного акселерометров выделяют сигналы с частотами, равными частотам колебаний вибростенда, измеряют амплитуцы и фазы этих сигналов, а компоненты вектора чувствительности испытуемого акселерометра вычисляют по формуле

ue К „к-я ком понен та век тора чувс твительнос ти испытуемого акселерометра (К=1,2, 3);

8 - амплитуда составляюшей naIl пряжения на выходе испытуемого акселерометра, сООР» ветс твующей частоте колебаний вибростенца по и-ому рабочему направлению; > — разность фаз между составh ляюшей напряжения на выхоце испытываемого акселерометра, соответствуюшей частоте ко@ пебаний стенда по р-ому рабочему направлению, и напряжением генератора, возбуждающего колебания по этому направлению;

tAn е - матрица, обратная матрице 1mn1-1

1Ч. „

F n<

- амплитуда составляюшей напряжения на выходе

m -го канала эталонного акселерометра, соответст» вуюшей частоте колебаний вибростенда по 1 -ому рабочему направлению;

- разность фаз между сос

%n тавляюшей напряжения на

i088589 выходе te -го канала эталонного акселерометра, соответс твуюшей час тоте колебаний стенда по иому рабочему направлению и напряжением генератора, возбуждаюшего колебания го этому направлечию;:.

k — к-я компонента вектора чувствительности эталонного акселеромотра д -ой координатной оси. Ч i tL Ф

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения параметров, характеризуюших чув ствитепьность акселерометров.

Известны способы измерения попереч ной чувствительности, закпточаюшиеся в измерении круговых диаграмм поперечной чувствительности акселерометров Г1l . Недостатком этих способов является большое время измерения, необходимое на снятие круговых диаграмм.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемым результатам к изобретению является способ измерения вектора чувствительности аксеперомеч ра, эаклкяаюшийся в том, что испыту емый и эталонный аксеперометры устанавливают на вибростенде рабочими ося мй взаимно ортогонально оси вибростен да, воздействуют на аксеперометры поперечной гармонической вибрацией по нескольким направлениям и вычисляют компоненты вектора максимальной поперечной чувствительности. При этом способе измеряют амплитуды и фазы выходных сигналов испыптваемого акое лерометра, последовательно ус танавнивая его на вибростенде в восьми попожениях, так что рабочие оси акселерометра и

Ыортх .Инда взаимно перпенйикуйярны, а каждое поспедуккдее положение аксьлерометра достигается поворотом акселерометра вокруг своей рабочей оси на

45 . Затем по формулам, учитывакипим поперечные ускорения вибростенда, находят максимальную поперечную чувствитепьнос и и направление оси минимальной поперечной чувствительности 2).

Недостатком известного способа яв ляются необходимость несколько раз переэакреплять акселерометр на вибро стенде и следуюшее отсюда большое время измерения и трудоемкость изме2 рения, при этом точность измерения остается относительно низкой.

Цепью изобретения является повышение. точности измерения.

Указанная цепь достигае ся тем, что согласно способу измерения вектора чувствительнос ти аксеперометра, закпючакнпемуся в том, что испытуемый и; эталонный аксеперометры устанавливают на вибростенд взаимно ортогонально оси вибростенда, воздействуют на акселерометры поперечной гармонической, вибрацией по нескольким направлениям и вычисляют компоненты вектора максимальной поперечной чувствительности, используют трехкомпонентные эталонный аксеперометр и вибростенд, причем гармонические колебания возбуждают по трем взаимно перпендикулярным направ2р JI9HHsll4 на различных между собой частотас, меньших первых резонансных частот продольных и поперечных колебаний чувс твительного элемента испы туемого акселерометра, иэ сигналов испытуемого и эталонного акселерометров выделяют сигналы с частотамщ равными частотам колебаний виброс тенда, измеряют ампли» туды и фазы этих сигналов, а комноненты вектора чувствительности испыту мого акселерометра вычисляют по формуле

rae К„- к-я компонента вектора чувствительности испытуемого акселерометра (к=1, 2, 3);

- амплитуда составлякицей наИ

40 пряжения на выходе испытуемого аксеперометра, соответ ствуюшей частоте колебаний вибростенда по и -ому рабочему направлению; з 1086

1 - разность фаз между составл ляюшей напряжения на выходе испытуемого акселерометра, соответствующей частоте колебаний стенда о и -ому рабочему направлению, и на пряжением генератора, возбуждаюшего колебания по этому направлению; =Г р

389 4 указанный способ измерения вектора чувс тви тельнос ти акселероме тра.

Схема содержит три генератора 1, вибростенц 2, испытуемый акселерометр

3, эталонный трехкомпонентный акселерометр 4, коммутатор сигналов 5, полосовые фильтры, выделяющие частоть: 6, вольтметры 7, измерители разности фаз.

8, аналогово-цифровой преобразователь

9, ЭБМ 10.

Генераторы 1 поцают на входы х, у, z систем возбужцения вибростенца и на измерители разности фаз 8 напряжение с частотами соответственно и 1

2, 033 . Ha стенде 2 установлены испытуемый 3 и эталонный трехкомпонентный 4 акселерометры. Сигналы с акселерометров через коммутатор 5; управляемый сигналом от ЭВМ 10, поступают на полосовые фильтры 5, выделяющие частоты ш., и, из3, и затем - на вольтметры 7, измеряющие амплитуцы сигналов В „и Р „, и одновременно - на измерители разности фаз

8, измеряющие фазы сигналов 9„и

„. После этого значения амплитуц и фаз через аналогово-цифровой преобразователь 9 псступают на вхоц ЭВМ 10, которая, управляя коммутатором 5, последовательно считывает В, V, Р „ п и аи и производи г вычисление вектора чувствительности испытуемого акселерометра по вышепГивеценной формуле.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения вектора. максимальной поперечной чувствительч ности акселерометров, особенно цля акселерометров с малой поперечной чувствительностью, сократить время, затрачиваемое на измерение, одновременно с поперечной измерять рабочую чувствительность испытуемого акселерометра. В предлагаемом способе при-, меняется автоматизированная система обработки результатов измерения. Все это позволяет качественно и быстро г па1

F>„e ) — матрица, обратная матрице е ".

mn

- амплитуда составляющей наФи пряжения на выходе в-ro канала эталонного акселеромет ра, соответствующей частоте колебаний вибростенца по ому рабочему направлению;

«разность фаз между составля- 2р

tnâ ющей напряжений на выходе и1-ro канала эталонного акселерометра, соответствующей части колебаний стенда по и -ому рабочему направлению, 25 и напряжением генератора, возбуждающего колебания по этому направлению;

Кит - к-я компонента вектора чувствительности эталонного 30 акселерометра вцоль tn-юй коорцинатной оси.

В прецлагаемом изобретении используется свойство независимости чувствительности акселерометра от частоты в дорезонансной области процольных и поперечных колебаний. Это свойство позволяет производить одновременное измерение компонент вектора чувствительности испытываемого акселерометра по 4р разным направлениям на разных частотах, меньших первых резонансных час« тот процольных и поперечных .колебаний испытуемого акселерометра без

er о перезакрепления. 45

На чертеже представлена упрощенная блок-схема системы, реализующая калибровать, большие партии акселеро» метров.

1086389

Составитель К. Лукомский

Редактор Л. Повхан Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 2238/44 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4