Способ определения амплитудно-частотной характеристики акселерометра

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕЕЩЯ АМППИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИШ АКСЕЛЕРОМЕТРА , включающий воспрои;зведе- . ние линейных гармонических ускоре- t НИИ путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитационнсм поле Зв№Ш с заданной частотой и амплитудой, измерение амплитуд выходного сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление iпоправки к ускорению и амплитудночастотной характеристики, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно изменяют частоту колебаний акселерометра , фиксируют величину частоты, при которой значение выз одного гармонического сигнала акселерометра обращается в нуль, а расстояние t между осью угловых колебаний и центром чувствительного элемента акселерометра, от которого зависит поправка, вычисляют по формуле (Л I и/о где { - ускорение свободного падения , и)- частота при нулевом выходном сигнале.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ 3 ЛЮ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) 4(51) С 01 Р 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTIO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3685338/24-10 (22) 04. 01. 84 (46) 23.06.85. Бюл. Ф 23 (72) А.П. Ираний (53) 531.768 (088.8) (56) 1. Синельников А;Е Низкочастотные линейные акселерометры. Ме- . тоды и срецства поверки и градуировки. М., Изд-во стандартов, 1979, с.. 70.

2. Авторское свидетельство СССР

В 731383, кл. G 01 P 21/00, 1980 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКСЕ. ЛЕРОМЕТРА, включающий воспроизведе- . ние линейных гармонических-ускорений путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитационном поле Земли с заданной частотой и амплитудой, измерение амплитуд вы ходкого сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление

:поправки к ускорению и амплитудночастотной характеристики, о т л ич а ю шийся тем, что, с цепью повьппения точности, предварительно изменяют частоту колебаний акселерометра, фиксируют величину частоты, при которой значение выходного гармонического сигнала акселерометра обращается в нуль-, а расстояние между осью угловых колебаний и центром чувствительного элемента акселерометра, от которого зависит поправка, вычисляют по формуле

Ч где — ускорение свободного падения» м) - частота при нулевом выходном сигнале.

3276

1 116

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в средствах поверки и градуировки линейных акселерометров.

Известны способы определения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) акселерометров с применением вращающихся, либо качающихся в гравитационном поле Земли платформ С13.

Недостатком этих способов является наличие погрешности определения АЧХ из-за. неточного знания положения центра масс чувствительного элемента акселерометра.

Известен способ определения АЧХ акселерометра, включающий воспроизведение линейных гармонических ус. корений путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитацион,ном поле Земли с заданной частотой

f и амплитудой, измерение амплитуд выходного сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление по.правки к ускорению и АЧХ Г2 l.

Нри применении этого способа

I возникает существенная погрешность из-за неточного знания расстояния между осью колебаний и центром масс чувствительного элемента акселеромет ра (эквивалентно величине R + r в (23) из-за большой погрешности указания положения центра масс в технической документации на акселерометр, Целью изобретения является повышение точности определения АЧХ.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения

АЧХ акселерометра, включающему воспроизведение линейных гармоничес. ких ускорений путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитационном поле Земли с заданной частотой и амплитудой, измерение амплитуд выходного сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление поправки к ускорению и амплитудно-частотной характеристики,предварительно изменяют частоту колебаний акселерометра, фиксируют величину частоты, при которой значение выходного гармонического сигнала акселерометра обращается в нуль, а расстояние Смежду осью угловых колебаний и центром чувствительного элемента акселерометра, от которого зависит поправка, вычисляют по формуле где ф — ускорение свободного падения, <) — частота при нулевом выходном сигнале.

На акселерометр, качающийся в гравитационном поле Земли, действует ускорение с амплитудой (1) б> =фЕ,-v,a Е, <1> где Ч вЂ” амплитуда угловых колебаний.

Из формулы (1) следует, что воздействующее на акселерометр ускорение состоит из двух составляющих: пропорциональной углу колебаний акселерометра и зависящей от частоты колебаний и величины Е, Первая составляющая известна, так как известна амплитуда угловых колебаний. Вторая составляющая должна быть вычислена в виде поправки, для вычисления которой необходимо знать частоту колебаний и величи5 ну, Частота колебаний обычно известна с высокой степенью точности,а величина Е требует уточнения.

Если предварительно плавно изменять частоту 3 и зафиксировать величину частоты о3 при которой значение воздействующего ускорения обращается в нуль, то из формулы (1) получим (2) Учитывая, что выходной сигнал акселерометра пропорционален воздействующему ускорению, достаточно зафиксировать значение частоты cd при котором выходной сигнал акселерометра обращается в нулЬ.

Затем АЧХ Н (Q) определяют как отношение амплитуд выходного сигнала акселерометра 01 и воздействующего ускорения, вычисляемого по фор.муле (1) при различных значениях .частот колебаний (3) о

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит горизонтальную платформу 1, на которую уста163276 тоты с)р и вычисляет

Составитель Т. Макарова

Техред Т.Дубичнак корректор О. Тигор

Редактор А. Сабо

Заказ 4100/45

Тираж 897 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IVIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 з 1 навливается акселерометр 2, преобразователь 3 угла, привод 4 платформы, блок управления (БУ) 5, измерительно-вычислительную систему (ИВС) 6.

Выходы акселерометра 2 и преобразователя 3 угла подключены к входам ИВС. 6, а выходы ИВС 6 и БУ 5 .— к входам БУ 5 и привода 4 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно ИВС 6 выдает в

БУ 5 команды, по. которым плавно изменяется частота угловых колебаний акселерометра 2, и одновремен« но измеряет значение гармонического выходного сигнала акселерометра 2.

В момент равенства гармонического выходного сигнала акселерометра 2 нулю ИВС фиксирует значение.часС = — - . За8 о .тем ИВС выдает команды, по которым устанавливается определенное значе.— ние частоты и амплитуды колебаний, измеряет амплитуды выходного сигнала акселерометра 2 и угловых колебаний, вычисляет поправку к ускоре5 нию, U f и АЧХ 0 н(з)=,, „°

Применение предлагаемого способа позволит реализовать установку для градуировки акселерометров с малым диапазоном измеряемого ускорения (10 и/с ) в широком диапазоне частот (10 -5 Гц) с погрешностью порядка iX. Без исключения погрешности возникающей из-за неточного

15 знания расстояния между осью колебаний и центром масс чувствительного элемента акселерометра, осуществить градуировку с указанной погрешностью не представляется возможным.

Существующие установки, основанные на применении вращающихся платформ и вибраторов, не обеспечивают

25 воспроизведения ускорений в требуемом диапазоне частот и амплитуд.