Способ поверки гравиинерциальных приборов и устройство для его осуществления

 

Использование: для поверки и градуировки гравиинерциальных приборов. Сущность: способ основан на воздействии на поверяемый прибор переменным гравитационным полем, воздействие осуществляется однородным гравитационным полем. Устройство содержит источник переменного гравитационного поля с приводом, выполненный в виде тела с замкнутой полостью, в которую помещается поверяемый гравиинерциальный прибор, причем поверхности тела и полости являются подобными поверхностями второго порядка, их геометрические центры рассовмещены 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s 6 01 Ч 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800745/25 (22) 11.03.90 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Научно-производственное объединенйе

"Научно-исследовательский институт метрологии им,Д.И.Менделеева" (72) В.Н.Рыбин и А.Е.Синельников (56) Relnel К. Accelегоmeter саИоratlon in the

low "g" range by means of mass attractIon. //

AIAA Paper, 1970, N 1030. (54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ГРАВИИНЕРЦИАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для поверки и "градуировки гравиинерциальных приборов.

Известен способ поверки гравиинерциальных приборов, заключающийся в задании, установленной на неподвижйом основании платформе с размещенным на ней поверяемым гравиинерциальным"при. бором колебательного движения с задайной частотой в гбризонтальной плоскости, измерении амплитуд колебания выходного сигнала гравиинерциального прибора и определении расчетным путем амплитудйочастотной и фазочастотной характеристик гравиинерциального прибора.

Недостатком известного способа является низкая точность поверки, вызванная тем, что при отклонении колеблющейся

„„5LI,, 1756844 Al

2 (57) Использование: для поверки и градуировки гравиинерциальных приборов. Сущность. сйособ основан на воздействии на поверяемый прибор .переменным гравитационным полем, воздействие осуществляется однородным гравитационным полем.

Устройство содержит источник переменного гравитационного поля с приводом, выполненный в виде тела с замкнутой полостью, в которую помещается поверяемый гравиинерциальный прибор, причем поверхности тела и полости являются подобными поверхностями второго порядка, их геометрические центры рассовмещены. 1 ил. платформы от горизонтальной плоскости увеличивается погрешность измерения, вызванная возникновением составляющей ускорения свободного" падения. Чтобы (Л исключить эту погрешность, необходимо О поддер>кивать прямолинейность колеба- QQ тельного движения с погрешностью на 2-3 ф„ порядка меньшей. чем это йозволяет совре- р менная эталонная база.

Известно устройство для поверки гравиинерциальных приборов, реализующее известный способ. Это устройство содержит установленную на неподвижном основании платформу, с размещенным на ней . гравиинерциальным прибором (сейсмопреобразователем). Платформа связана с приводом, придающим. ей колебательное движение в горизонтальной плоскости С заданной частотой. Амплитуда сейсмоколеба3 1756844 4 ний платформы определяется измеритель- меров всех деталей, входящих в чувствиным преобразователем перемещения. Амп- тельный элемент, их взаимного расположелитудно-частотная и фазочастотная ния и плотности, а также аналогичных характеристики гравиинерциального при- данных по источнику гравитационного поля. бора определяются расчетйь1м путем. 5 Известно устройство для поверки граНедостатком известного устройства яв- виинерциальных приборов, содержащее неляется низкая точность поверки, вызванная . подвижное основание для крепления отклонением колеблющейся платформы от поверяемого гравиинерциального прибора горизонтальной плоскости. - . (акселерометра), источник гравитационного

Известен способ поверки и градуиров- 10 поля, выполненный с возможностью переки гравийнерциальных приборов; который . мещения в вертикальном направлении, для основан на использовании гравитационно- чего он соединен с приводом посредством го притяжения и заключается в том, что к механической связи. чувствительному элементугравиинерцйаль- .. Недостаток известного устройства заного прибора прикладывают сйлу. возника- 15. ключается в невысокой точности поверки

Ющую при гравитационном притяжении гравиинерциальных приборов и значительэтого элемента и некоторой перемещаемой . ной трудоемкости этого процесса. Это обьмассЫ- источника гравитационного поля. В . ясняется тем, что действующая на . основе способа лежйт фундаментальный чувствительный элемент гравиинерциаль прйнцип эквивалентности ийе1зционной и ного прибора сила определяется на основагравитационной масс, позволяющий вместо 20 нии выражения (2) расчетным путем, для задания корпусу гравиийерциального при- чего для.каждого из поверяемых гравиинербора ускорения а прикладывать к его чувст- циальных приборов нужно точно знать раэвительному элементу силу -: - меры и плотность всех деталей, входящих в

F = mà, . - . ." . .... - (1) . чувствительный элемент, их взаимное рас где m — масса чувствительного элемента. 25 поло>кение и крепление в его составе. Те же

Требуемое для воспроизведения уско-, характеристики должйы быть известны и рения-а значение силы определяется по для источника поля. Для определения ампформуле:: . -.: - ". " . " литудно-частотных и фазочастотйых характеристик гравиинерциального прибора

F (t) =3 ) (Ф (t) S) сЬ1бч2 = ma, (2) 30 необходимо, чтобы -сила F: изменялась по ч- .:: . -:: - - гармоническому закону, Поэтому необходигде Ф() — функция, описывавщая гравита- мо, кроме того; рассчитать и реализовать ционное притяжение бесконечно малых такой закон движения источника; который обьемовдч и4чгчувствительногоэлемента бы для каждого типа гравиинерциального гравиинерциального прибора и источника 35 прибора, учитывая отмеченные характери поля,:.. : . : стики его чувствительного элемента, обес-

Ф-орт направления измерительной оси - печй вал бы выполнение этого условия; гравиинерциального прибора. -: .. Подобные расчеты должны выполняться для

Если, йайример, рассматривать массу требуемых сочетаний амплитуд и частот заного прибора как точечную, а источник поля,виинерциального прибора, что определяет в виде шара, то (2) преобразуется к извест -.;,:., их значительную трудоемкость. В свою оченой формуле гравитационного йритяжения"" .:. Редь, привод должен быть вь полнен таким щ - . : -" " " (3) " . образом, чтобы для любого гравиинерци< 2 . 45 ального прибора мог обеспечить с достаточиспользуя которую можно определить, на -. ной точностью необходимый набоР пример, массу источника поля у, необходи . требуемых законов движения. Недостатки .. -:-„„-„;.- "„ во „р, „з- е ения yc oре„ия a . прототипа" вызваны тем, что создаваемое гравиинерциальным прибором и истбчни-

М-, .. . (4) 50 ком гравитационное поле является неодногде G — гравйтационная постоянная; -,... Род" ь м

Йед06татком э1 ого--с:Особа--является 65 метров ис*нижения трудоемкости поверки.

- -трудоемкость ее йРОведения; вызванные сп необхбдимостью точного определения раз- боРов, заключаюЩемУсЯ в возДЕйствии на поверяемый гравиинерциальный прибор c

1756844

6 гравитационным полем, перемещении ис- р- начальная фаза, определяемая поточника этого поля относительно Гравии- ложением поверяемого прибора. нерциального прибора и регистрации Выходной сигнал поверяемого гравиивыходного сигнала гравиинерциального нерциального прибора 3, после воздействия прибора, воздействие на гравиинерциаль- 5 на него полученным однороднйм гравитаныйприборосуществляютоднородным,гра- ционным полем поступает на измерительвитационным подем.:,:,... -ное устройство 8., Кроме того, эта цель достигается за счет ; : :, - со того, что в устройстве для поверкй гравии Задавал тРебУемь1е частоты: f=2< по нерциальных приборов, содержащем не- 10 известйому из выражения(6) воспроизводиподвижное основание для установки момуускорениюиизмеряявыходнойсигнал .. поверяемого прибора, источник гравитаци- гравиинерциального.прибора, определяют . онного поля с приводом и измерительное амплитудно-частотнуюхарактеристикуприустройство; источник гравитационного поля бора, т.е. проводят его поверку или градуивыполнен в виде тела с замкнутой поло- .15 ровку. Фиксируя. начальное положение стью, и которой размещено упомянутое ос-, измерительной оси прибора аналогичным нование с закрепленным на нем . путем,можетбытьнайденаифазочастотная поверяемым прибором, центр полости характеристика прибора. сдвинут относительно центра тела, а повер-: . - Использование предлагаемого техничехности тела и полости являются подобными 20 ского решения для поверки гравиинерци-. поверхностями второго порядка. При атом альных приборов в области малых значений ось привода совмещена с ось о стержня для параметров движенйя позволяет сущесткрепления гравиинерциального.прибора k венно повысить точность поверки гравиинеподвижному основанию. :-:- .: нерциальных приборов и тем самым

На чертеже изображена принципиаль- 25 повысить точность указанцых:приборов. ная схема устройства.. .:- .-,:.:- .:- . Одновременно применение предлагаеУстройство для поверки гравийнерци- мого устройства значительно снижает-труальных приборов содержит источнйк грави-:": . доемкость поверки., поскольку отпадает тационного ноля, выполненный в вйде шара необходимость расчета неоднородных rpa1 однородной плотности р, в котором: вы- 30 витационных полей, характеристики кото-. полнена полость 2, центр которой смещен рых для каждого типа травиинерциального относительно. центра шара 1. В полости ша- ., прибора и источника поля. зависят от точно; ра 1 размещен поверяемый йрибор 3, за- сти знания размеров и плотности всех детакрепленный йа основании 4 посредством: лей, входящих в чувствительный элемент стержня 5, прикрепленного к неподвижной 35 гравийнерцйального прибора и их взаимноопоре 6. Шар 1 соединен с приводом 7 так, го расположения-и крейлейия в его составе. чтоось поворота йриводасовмещенасосью::,:: Использование в качестве поверхностержня 5. Выход поверяемого гравиинер- стей полости подобнь|х поверхноСтей втоциального прибора 3 подключен к тельному устройству 8, .::, -:, :: - 40 характеристиками позволяет получить 3HZ».

Способ реализуется посредством этого ., чения.ускореййя большие, чем доСтигзются устройства следующим образом..: ::::, для приведенного примера сферических"йо -, Известно, что гравитационное пбле в верхностей. полости шара однородно и определяется выражением.: - .:;: :. .:- . 45 Ф ар мула из обре тей"ия

4д - -- :: ::.:-;:... 1. Способ поверки гравиинерциальйых

3,,:. приборов, включающйй воздействие на грагде R — радиус-вектор, проведенный из цен- . виинерциальный прибор гравитационным тра шара 1 к центру полости 2;, - ; путем, относительное перемещение грэвий-"

G — гравитационная постоянная;:::.,.:: 50 нерциального прибора и йсточйика гравйтаШар1 приводятво вращение с постоян-.: ционного поля и регистрацию ЪИходного

-1 на измерительную ось поверяемого грави- точности и упрощения:процедуры поверки, инерциального прибора 3 изменяется rio 55 воздействие на гравиийерциальный прибор гармоническому закону.... : осуществляют однородным "гравитацион4 тг .. -: 1." . ным пол ем. дпов.пр. = — Gp R соз (ос +ф), (6)

3 р ° < ° ° 2, Устройство для пбверки гравийнерцигде й)-частота"вращения шара; - .: альных приборов, сбдержащее неподвижное осноаайие для .устанбвки

1756844

Составитель А;Синельнйков

Техред М;Моргентал . Корректор H.Ðåâñêàÿ

Редактор С.Патрушева

Заказ 3086 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретеййям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

7 гравиинерциального прибора, источник гравитациойного йоля с приводом и измерительное устройСтво, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что; с целью повышения точности и упрощения процедуры поверки, источник 5 гравитационного поля выполнен в виде тела, с замкнутой полостью. в которой размещено неподвижное основание с установленным на нем гравиинерциальным прибором, при этом геометрические центры замкнутой полости и тела смещены друг относительно друга; их поверхности являются подобными поверхностями второго порядка, а ось привода совмещена с осью стержня для крепления гравиинерциального прибора к неподвижному основанию.