Способ определения коэффициента преобразования акселерометра

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АКСЕЛЕРОМЕТРА, . включающий установку градуируемого акселерометра на торце механического волновода, возбуждение в последнем гармонических колебаний с известны-: ми параметрами и измерение величины, выходного сигнала градуируемого акселерометра, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности, измеряют упругие напряжения в механическом волноводе на расстоянии от его торца меньше 0,1 длины волшл возбуждаемых гармонических колебаний, а величину коэффициентов преобразования акселерометра определяет как отношение величины его выходного сигнала к величине, задаваемой выражением Sd ер S плсмцадь поперечного где сечения волновода; упругое напрякение, измеренное в контролируемом сечеп НИИ волновода; гЛд - масса акселерометра; погонная масса волновода; е длина отрезка волновода, заключенного между контролируемым сечением и его рабочим торцом. СО 4 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СВЭММЮ

РЕСПУБЛИК ае а»

4(51) G 01 Р 21/00 i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР о"

f3O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 }.л

1-;ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " и АВТОРСНШВУ СЗИДЙТВЪСТВУ

"° - f (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АКСЕЛЕРОМЕТРА, включающий установку градуируемого акселерометра на торце механического волновода, возбуждение в последнем .гармонических колебаний с известны-: ми параметрами и измерение величины выходного сигнала -градуируемого акселерометра, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения (21) 3652928/24-10 (22) 08.07.83 (46) 30.01.85. Бюл. 1 4 (72) Ю.Н.Вильдтгрубе, Н.К.Ерофеев и В.Г.Куржин (53) 531.768(088.8) (56) 1. Каталог фирмы Брюль и Кьер

1978/1979. Вибростенд для калибровки вибродатчиков, Модель 4290.

2. Авторское свидетельство СССР ,У 600451, кл. С 01 P 21/00, 1924 (прототип). точности, измеряют упругие напряжения в механическом волноводе на расстоянии .от его торца меньше О, 1 длины вол}ы возбуждаемых гармонических колебаний, а величину коэффициентов преобразования акселерометра определяют как отношение величины

его выходного сигнала к величине, задаваемой выражением.

М на }

1 где 5 - площадь поперечного сечения волновода; б - упругое напряжение, измерен ное в контролируемом сече g нии волновода, }па — масса акселерометра,, - погонная масса волновода; .

3 — длина отрезка волновода, заключенного между контро- O лируемым сечением и его рабочим торцом.

1137400

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использована для определения каэАЬициентя преобразования акселерометров. известен способ определения каэАфициента преобразования акселераметров, согласно которому исследуемый акселерометр устанавливается на подвижном с-оле вибратора, в котором возбуждаются механические колебания, 10 уровень ускорения колебаний измеряется . с помощью контрольного акселерометря и измеряется сигнал с калибруемага датчика. Отношекие амплитуды этого сигнала к величине измеренного ускорения дает требуемый коэффициент преобразования кялибруемога акселераметра (ij ..

Эч от способ обеспечивает сравнительно невысокую точность, так как 20 .погрешность измерения ускорения даже при использовании образцового акселераметря достигает величины 107..

Наиболее близким к предлагаемому являетоя способ определения каэЛАи- 25 циентя преобразования якселерометря, заключающийся в возбуждении в механическом валноводе гармочических

;-олебаний с известными гараметрами и ..:змерении величины выходного сигналя градуируемаго акселерометра, установленного HB. *Орпе механического валнаводя (2) .

Недостатком прототипа являются альшие погрешности опредепения каэф-З-

".-",-."циента преобразования акселераметря при градуировке послецнега методo.. сличения с показаниями образпа. а о якселерометра.

Цель изобретения — повышение тач. на" ти определения каэААи1 иентя преобразования якселераметря..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэ лАициента преобразования акселерометра, включающему установку градуируемого акселераметря ня торце механического валновада, возбуждение в последнем гармонических кол.-.ояний с известными параметрами и и..".eðåíèe величины выходного сигналя грядуируемого акселерометра, измеряют упругие напряжения в механическом вадноводе на расстоянии от его торца меньше Ор1 длины волны возбуждаемых гармонических колебянийр а величину коэффициента преобразования акселерометря определяют как отношение величины ега выходного сигнала к величине, задаваемой выражением где — упругое.напряжение, измеренное в контролируемом сечении волновадя, Б — площадь гоперечного сечения валновадя; ид — масса акселераметра; — погонная масса валнсвода;

0 — длина отрезка золнавода, заключенного между к нтролируемым сечением н его ря— бачим торцом.

1 я чертеже показана схема ;ст.=.навки для реализации способа.

Установка состои- из мехяничесKorо волновода 1, закрепленного корпусе 2 посредством пьезоэлектрического преобразователя, састаящегo из двух пьезоэлектрических дисков 3, нмеккцих осевую поляризацию, и электрода 4, расположенного между дисками 3 и связанного с генератором электрических колебаний, Диски 3 расположены тякр чта направления их поляризации встречны.

С механическим волнавадом 1 связан измерительный преобразователь механических напряжений контролируемого сечения, выполненный в виде пьезоэлектрической пленки 6, нанесенной на поверхность валновода, токосъемника 7, име*,mего возможность осевого перемещенил, и измерителя

8, угол поворота каторога пропорционален перемещен рю f токосъемника

7 относительна рабачега торца волна\ вода. Величина зазора ) между пьезоэлектрической пленкой б и электродом такосьемника 7 выбирается достаточной цля съема сигнала за счет электростатической индукции. Электрод токосьемника 7 электрически связан с прибором 9, показания которого проградуираваны непосредственна в величинах измеряемого механического напряжения.

Генератор образцового усилия 10 может быть выполнен в виде пружины, деформация которой зависит ат поворота разъединителя I1 на угол Р

Градуируемый акселерометр 12 устанавливают на рабочем торце валновода 1.

3 11

Перед началом измерений производят градуировку прибора 9. Для этого с помощью разъединителя 11 генератор образцового усилия 10 нагружают на рабочий торец волновода

1. При постоянном сечении волновода шкалу отсчета Р можно проградуировать непосредственно в величинах механического напряжения 0 . За счет прямого пьезоэффекта на поверхности пьезоэлектрической пленки 6 появляется пропорциональный электрический заряд, соответствующий приложенному механическому напряжению который вызывает появление на электроде токосъемника 7 электрического, сигнала, регистрируемого с помощью прибора 9. Чувствительность измерительного преобразователя механических напряжений определяется как отношение показания индикатора к величине напряжениями

После этого генератор образцового усилия отсоединяется от волновода, а на рабочий торец устанавливается градуируемый акселерометр 12.

Токосъемник .7 перемещается на расстояние 1, величина которого меньше

37400 4

0,1 длины волны возбуждаемых в волноводе колебаний. Подают с генератора 5 на пьезодиски 3 электрическое напряжение требуемой частоты.

При этом в механическом волноводе

1 возникают механические колебания.

Снимают с прибора 9 величину напряJ жения Q, действующего в контролируемом сечении стержня. Снимают с из1g мерителя 8 величину перемещения

Величину коэффициента преобразования градуируемого акселерометра рас.считывают согласно выражению (1).

Так как измерение Мас может быть выполнено взвешиванием достаточно точно (погрешность менее долей процента), измерение линейных размеров (диаметра волновода и длины) даже с помощью универсальных приборов (например, штангенциркуля) дает также достаточно высокую для данных измерений точность (погрешность менее

1%), измерение статическсго коэффи.циента преобразования деформации, 25 сводящегося к измерению масс и длин, также имеет погрешность меньшую 1%.

Данный метод позволяет получать коэффициент преобразования акселерометра с высокой (менее 1%) точностью. щццфЯ Заказ 10515/33 Ти аж 898 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4