Устройство для определения чувствительности акселерометра к деформации объекта измерения

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСта .АКСЕЛЕРОМЕТРА К ДЕФОРМА11ИИ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее имитатор объекта с установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель механических колебаний, отличающееся тем, что, с целью.пoвь иения точности определения коэффициента д-еформационной чувствительности в ударном режиме, имитатор выполнен в виде .полого стержня, в рассечке которого установлен возбудитель механических колебаний, торцы стержня соединены стягивающим элементом , при этом длина стержня удовлетворяет сооуношению 5D i L 2,5СоТв , где D - наружный диаметр стержня см; Сд - скорость распространения волны деформации в стержне, см/с; Т - период собственных колебаний закрепленного акселерометра,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% (И):

4 (51) G 01 P 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКО МРФ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3562110/24-10: (22) 10.03.83 (46) 07.02.85. Бюл. 9 5 (72) Б.О.Ирашин и А.Е.Ершов (53) 531.768(088.8) OCY4APOTBEHHbIA НОМИТЯТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (54) (57) . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ .АКСЕЛЕРОИЕТРА К

ДЕФОРМАЦИИ ОБЬЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее имитатор объекта с установленными на нем исиытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель механических колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента деформационной чувствительности в ударном режиме, имитатор выполнен в виде.полого стержня, в рассечке которого установлен возбудитель механических колебаний, торцы стержня соединены стягивающим элементом, при этом длина стержня удовлетворяет соо;.ношению

5D L 2 ° 5CîТо где D — наружный диаметр стержня, см;

С - скорость распространения волны деформации в стержне, см/с;

Т вЂ” период собственных колебаний о закрепленного акселерометра, с. В

1138751

Несмотря на высокие метрологи- ческие характеристики известной установки, она имеет узкий диапазон рабочих частот, около 500 Гц; кроме 4 того, (в узле создания. деформаций присутствуют ускорения, что приводит к погрешности измерения коэффициента деформационной .чувствителвности порядка 10-15 . S0

Отмеченные недостатки не позволяют использовать известную установ- .ку для определения коэффициента деформационной чувствительности ударных акселерометров. 55

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента деформационной чувствительности акИзобретение, относится к измерительной технике и может быть использовано для испытания акселерометров на чувствительность к деформации объекта измерения. 5

Известны устройства для определения деформационной чувствительности акселерометра, содержащие балку, которая имитирует объект измерения.

Балка приводится .в колебательное движение при помощи электродинамического возбудителя. На балке, вблизи места заделки, укреплен испытуемый акселерометр. Предполагается, что в месте крепления аксе- 1 лерометра деформации балки максимальны, а ускорения - минимальны.

Несмотря на простоту и доступ-. ность данных устройств им присущи большие погрешности в определении ZO деформационной чувствительности акселерометра, Это вызвано тем, что узел деформации акселерометра подвержен влиянию ускорения балки,, .что не йозвсляет выявить деформа- 25 ционную чувствительность в чистом виде.

Наиболее близким по технической сущности является устройство,содержащее имитатор объекта измерения с щ установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель механических колебаний.

Исследуемый акселерометр закреплен в узле колебаний балки, где деформации максимальны, а ускоренияминимальны. Величина деформации для этого Участка балки измеряется с помощью тензометра или вычисляется по известному ускорению пучности 4О колебаний. селерометра в режиме измерения ударных ускорений, Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем имитатор объекта с установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель меха-. нических колебаний:, имитатор выполнен в виде полого стержня, в рассечке которого установлен возбудитель механических колебаний, при этом . торцы стержня соединены стягиваю- щим элементом, при этом длина стержня удовлетворяет отношению

5Э с ? 4 2,5СоТо где D - -наружный диаметр стержня,см;

С вЂ” скорость распространения волны деформации в стержне; . То - период колебаний закрепленного акселерометра, с.

В отличие от известной установки, работающей на принципе изгибных колебаний балки, в предлагаемом устройстве использованы волновые явления в стержне. Возбудитель упругой деформации посылает в стержень импульсную волну растяжения-сжатия, которая модулирует ударный процесс и используется для определения деформационной чувствительности акселерометра.

Жесткое крепление торцов стержня позволяет получить в.нем волну упругой деформации с помощью магнитоили пьезострикционного возбудителя.

Выполнение стержня в виде полого цилиндра обеспечивает в нем относи..тельно высокий уровень деформации при ограниченйой мощности .возбудителя колебаний.

Длина L стержня выбрана, исходя иэ.следующих соображений, Иаксимальная длина стержня огра-. ничивается длиной волны возбудителя деформации. Из теории вибраторов известно, что однородное поле продольной деформации можно получить при условии, что длина стержня не превышает 1/2Л, где и - длина вол-. ны деформации. С другой стороны

= С Т где p — скорость распространения деформации в стержне, Т -.период колебаний возбудителя деформации. При определении деформационной чувствительности на верхней (рабочей) частоте акселецометва принимаемой обычно F4 1, где f собственная частота закрепленного

l l 3875 I

Составитель Н.Иараховская

Редактор С.Патрушева Техред И.Надь Корректор О. Тигор

Эаказ 10681/35 Тираж 897 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

3 акселерометра,.получим, что максимальная длина стержня не должна превышать

2, 5С Т, где Т вЂ” период собственных колебаний закрепленного акселеро.метра. 5

Иинимальная длина стержня ограничивается его диаметром. Для того, чтобы поперечные деформации (а следовательно, и поперечные ускорения) стержня были минимальны, длина .волны 10 деформации Л должна значительно превышать диаметр D стержня. Практически это условие реализуется при отношении Л /О i 19. Отсюда следует, что минимальная длина стержня долж- 11 на быть Ь -Ъ 50.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит полый стержень

1 на торцах стержня установлены диски gp

2 и 3, которые стянуты болтом 4, в поперечном сечении стержня установлен возбудитель 5 упругой деформации, на поверхности стержня закреплены образцовый акселерометр 6, исследуе- 25 мый акселерометр 7, тензометры 8 и 9.

Возбудитель 5 имеет клеммы 10 для подключения генератора импульсных напряжений или тока, Длина стержня равна L.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают на поверхность стержня I образцовый акселерометр 6 с малой деформационнбй чувствительностью. Подключают клеммы 10 к генератору (не показаны) импульсных напряжений или тока, включают возбудитель упругой деформации и контролируют по акселерометру 6 отсутствие в. стержне 1 поперечных ускорений. Затем устанавливают на стержень I исследуемый акселерометр 7 и подают на возбудитель 5 импульс тока или напряжения, модулирующий процесс ударной деформации. Коэффициент деформационной чувствительности определяют путем деления-выходного сигнала акселерометра 7 на величину деформации, измеренную тензометром 8.

Тензометр 9 контролирует когерент . ность (однородность) поля деформации по длине стержня !.

-Высокая точность измерения коэффи циента деформационной чувствительности акселерометра достигается за счет создания в стержне чистой деформации растяжения-сжатия и исключения ускорений в точке крепления акселерометра.