Датчик ускорения

 

Использование: приспособление, приборы инерциальной навигации. Сущность изобретения: с генератора электрических колебаний сигналы поступают на вход фазового детектора и первой линии задержки. Электрический сигнал проходит по ускоряемым линиям задержки, усиливается в усилителях. В фазовом детекторе сравниваются фазы сигналов, выходной сигнал фильтруется фильтром низких частот. Частотомер осуществляет измерение частоты выходного сигнала фазового детектора. Источник питания подключен к генератору и усилителям. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, к приборам инерциальной навигации.

Известно устройство для измерения ускорения, содержащее чувствительный элемент с двумя линиями задержки, подключенными к схеме сравнения [1] Недостатком этого устройства является сравнительно низкая точность измерений.

Известно устройство для измерения ускорения, содержащее несколько линий задержки, расположенных на чувствительном элементе [2] Недостатком этого устройства является недостаточная надежность.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Для достижения цели в устройство, содержащее источник питания, введены генератор электрических сигналов, n линий задержек с соответствующими n усилителями, фильтр низких частот, фазовый детектор, частотомер, при этом генератор электрических сигналов подключен к первому входу фазового детектора и к входу электрической цепи, составленной из последовательно включенных n линий задержек с соответствующими n усилителями, а выход составленной цепи подключен к второму входу фазового детектора, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, к выходу которого подключен частотомер, при этом вход и выход n линий задержек расположены вдоль измеряемого вектора линейного ускорения.

На чертеже представлена схема датчика ускорения.

Устройство содержит генератор 1 электрических сигналов, линии 2 задержки усилитель 3, фазовый детектор 4, фильтр 5 низких частот, источник 6 питания, частотомер 7.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы с частотой f поступают на вход линии 2 задержки. Электрические колебания распространяются по первой линии задержки, которая двигается с линейным ускорением. При этом частота электрических колебаний в движущейся среде изменяется, скорость распространения электрического сигнала при этом также изменяется, поскольку скорость распространения зависит от частоты колебания. Сигнал после линии задержки поступает на вход усилителя 3, который восстанавливает амплитуду сигнала на вход следующей линии 2 задержки. Таким образом сигнал проходит все линии задержки, задерживаясь при этом на время, определяемое величиной ускорения всех линий задержек, которые механически закреплены на одной платформе с остальными блоками. Фазовый детектор определяет разность фаз сигналов на входах и преобразует ее в амплитуду выходного сигнала, которая изменяется с частотой, пропорциональной линейному ускорению. Частотомер 7 определяет частоту сигнала на выходе фильтра 5 низких частот, отрезающего сигналы с частотой генератора 1.

При времени задержки одной линии на 1 мс, общем количестве линий задержек 100, частоте сигнала 100 кГц частота, измеряемая частотомером, достигает 1 кГц при ускорении 1 мм/с².

Линии задержки могут быть выполнены в виде волновода из магнитного материала, линии с дискретными элементами дросселей и конденсаторов, либо линий задержек, выполненных на ультразвуковых линиях с входными и выходными преобразователями. При этом сигналы в линиях задержки должны распространяться вдоль линии от входа к выходу параллельно одной прямой, вдоль которой необходимо измерять линейное ускорение.

Формула изобретения

ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ, содержащий n-линий задержки, каждая из которых состоит из входного и выходного преобразователей, расположенных параллельно на чувствительном элементе, n-усилителей и генератор с источником питания, отличающийся тем, что в него введены фазовый детектор, фильтр нижних частот и частотомер, причем выход генератора подключен к первому входу фазового детектора и к входу электрической цепи, состоящей из последовательно включенных n линий задержки с n усилителями, а выход электрической цепи подключен к второму входу фазового детектора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, к выходу которого подключен частотомер, при этом продольные оси всех линий задержки расположены вдоль вектора измерений линейного ускорения.

РИСУНКИ

Рисунок 1