Компенсационный акселерометр

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акселерометрах с упругим подвесом чувствительного элемента. Компенсационный акселерометр содержит корпус, магнитоэлектрический датчик момента, катушка которого одновременно является маятником, соединенным с упругими элементами, являющимися токопроводами, соединяющими маятник с корпусом, содержит магнитные системы, в зазоре которых находится катушка датчика момента, расположенная вдоль оси подвеса. Технический результат - повышение точности компенсационного акселерометра. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акселерометрах с упругим подвесом чувствительного элемента.

Известен акселерометр [1], содержащий корпус с подвешенным в нем на торсионах маятником, связанным через усилитель с датчиком момента.

Недостатком акселерометра является зависимость точности прибора от прогиба упругих элементов при действии линейного ускорения по оси чувствительности, т.к. точность прибора тем выше, чем больше соотношение полезного момента от электрических пружин к вредному упругому моменту от торсионов.

Наиболее близким по техническому решению является компенсационный акселерометр [2], содержащий маятник, подвешенный на растяжках, являющихся токопроводами, первая растяжка жестко прикреплена к корпусу, вторая растяжка прикреплена к втулке, расположенной во фланце, расположенном внутри корпуса, при этом фланец и втулка жестко соединены между собой термокомпенсирующим элементом, датчик угла, выход которого соединен с усилителем, магнитоэлектрический датчик момента, содержащий катушку, вход которой соединен с выходом усилителя, магнитную систему.

Недостатком компенсационного акселерометра является низкая точность измерения.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности компенсационного акселерометра.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в уменьшении прогиба упругого подвеса компенсационного акселерометра при воздействии линейного ускорения.

Поставленная задача решается за счет того, что компенсационный акселерометр, содержащий корпус, магнитоэлектрический датчик момента, катушка которого одновременно является маятником, консольно подвешенным на упругих элементах, выполняющих так же роль токоподводов, согласно изобретению, содержит магнитную систему, в зазоре которой находится сторона катушки датчика момента, расположенная вдоль оси подвеса.

Отличительным признаком заявленного изобретения является введение в состав компенсационного акселерометра дополнительной магнитной системы, позволяющей уменьшить прогиб упругого подвеса компенсационного акселерометра за счет выталкивающей силы, формируемой током.

Пример компенсационного акселерометра.

На фиг. 1 изображена электрокинематическая схема компенсационного акселерометра, содержащего маятник (1), являющийся одновременно катушкой магнитоэлектрического датчика момента, подвешенный на упругих элементах (2) и (3), являющихся токопроводящими элементами, жестко прикрепленных к корпусу (4).

Как показано на фиг. 1, поворот маятника (1) вокруг оси Х-Х фиксируется датчиком угла (5), соединенным с входом усилителя (6). Выход усилителя (6) соединен посредством упругого элемента (3) с катушкой датчика момента, содержащего магнит (7). Под действием линейного ускорения, направленного перпендикулярно плоскости фигуры, маятник (1) отклоняется от исходного положения, отклонение регистрируется датчиком угла (5) и через усилитель (6) в виде определенной величины тока подается на катушку магнитоэлектрического датчика момента. Выходное напряжение снимается с резистора (8), соединенного с входом катушки магнитоэлектрического датчика момента посредством упругого элемента (2).

Одновременно с угловым отклонением маятника (1) при воздействии линейного ускорения происходит плоскопараллельное перемещение катушки магнитоэлектрического датчика момента. Величину плоскопараллельного перемещения можно определить по формуле:

где:

FH - сила предварительного натяжения упругого элемента;

Р - распределенная нагрузка;

- длина упругого элемента;

δ - прогиб (величина плоскопараллельного перемещения).

где:

m - масса подвижной части;

a Z - действующее ускорение,

Отсюда:

и

Прогиб меняет упругие свойства упругих элементов (2) и (3), от которых зависит нулевой сигнал акселерометра. Чем выше отношение полезного момента от датчика момента к паразитному упругому моменту от упругих элементов (2) и (3), тем точнее компенсационный акселерометр.

При подаче на катушку тока возникает момент, действующий на участок катушки магнитоэлектрического датчика момента, находящийся в рабочем зазоре магнита (7). Действующий момент вычисляют по формуле:

где:

Bl

- индукция в рабочем зазоре магнитной системы,

- активная длина катушки магнитоэлектрического датчика момента,

- ток, протекающий по катушке магнитоэлектрического датчика момента,

w - число витков катушки магнитоэлектрического датчика момента,

- плечо приложения силы.

Этот же ток протекает по участку катушки магнитоэлектрического датчика момента, расположенному в рабочем зазоре магнита (9), что приводит к формированию выталкивающей силы, которую вычисляют по формуле:

В2

где: - индукция в рабочем зазоре магнитной системы (9).

Использование дополнительного магнита (9), расположенного вдоль оси упругого подвеса, позволяет уменьшить прогиб упругого подвеса компенсационного акселерометра при воздействии линейного ускорения и, следовательно, повысить точность компенсационного акселерометра за счет повышения отношения полезного момента от маятника к паразитному упругому моменту от упругих элементов.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №980008, МПК G01P 15/10, приоритет от 05.05.1980 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1623434, МПК G01P 21/00, приоритет от 09.11.1988 г.

Компенсационный акселерометр, содержащий корпус, магнитоэлектрический датчик момента, катушка которого одновременно является маятником, соединенным с упругими элементами, являющимися токопроводами, соединяющими маятник с корпусом, содержащий магнитные системы, в зазоре которых находится катушка датчика момента, расположенная вдоль оси подвеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения заключается в том, что акселерометр дополнительно содержит последовательно по информационным входам с выхода схемы исключающее "или" на вход релейного элемента широкополосный фильтр второго порядка и элемент с зоной неоднозначности, фильтр и местная отрицательная обратная связь реализована с выхода элемента с зоной неоднозначности на вход широкополосного фильтра второго порядка через звено запаздывания, кроме того, вход преобразователя уровня соединен с выходом релейного элемента, и входы пары ждущих синхронных генераторов соединены с выходом преобразователя уровня, кроме того, вход магнитоэлектрического силового преобразователя соединен с выходом релейного элемента и выход реверсивного двоичного счетчика является цифровым выходом устройства.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения заключается в том, что компенсационный акселерометр дополнительно содержит последовательно по информационным входам, с выхода схемы исключающее "или" на вход преобразователя уровня, широкополосный фильтр второго порядка и элемент с зоной неоднозначности, и местная отрицательная обратная связь реализована с выхода элемента с зоной неоднозначности на вход широкополосного фильтра второго порядка через звено запаздывания, кроме того, преобразователь уровня соединен с входом магнитоэлектрического силового преобразователя, и выход реверсивного двоичного счетчика является цифровым выходом устройства.

Изобретение, компенсационный акселерометр, предназначено для применения в качестве элемента в системах стабилизации и навигации. Изобретение может найти применение в приборах измерения механических величин компенсационного типа.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в системах стабилизации и навигации. Сущность изобретения заключается в том, что компенсационный акселерометр дополнительно содержит последовательно соединенные первый и второй фильтры с выхода фазового детектора отрицательной обратной связи на вход интегрирующего усилителя и звено запаздывания с выхода интегрирующего усилителя на его вход, один из выходов двоичного реверсивного счетчика является цифровым выходом компенсационного акселерометра.

Акселерометр предназначен для применения в системах стабилизации и навигации. Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в акселерометр, содержащий чувствительный элемент, генератор опорного напряжения, датчик угла, схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пару логических элементов, датчик момента, отрицательную цифровую обратную связь, ждущие синхронные генераторы, RS-триггер, две пары схем совпадения, схему синхронизации, малоразрядный реверсивный двоичный счетчик, малоразрядный итоговый регистр, преобразователь цифровой информации в прямой код, двоичный умножитель, генератор пилообразного напряжения, введена единичная отрицательная обратная связь, с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на вход датчика момента через второй сумматор, причем выход датчика угла через пропорциональное звено соединен с одним из входов первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя переменного тока со стабильным коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, через первый логический элемент, кроме того, с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на вход первого прецизионного релейного элемента введены последовательно по информационным входам интегратор и третий сумматор, один вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход соединен с входом первого прецизионного релейного элемента.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве элемента в системах стабилизации и навигации. Компенсационный акселерометр содержит чувствительный элемент, датчик угла, усилитель, датчик момента, отрицательную обратную связь, фазовый детектор отрицательной обратной связи, интегрирующий усилитель, пару ждущих синхронных генераторов, управляемый релейный элемент, преобразователь уровня, двоичный умножитель, реверсивный двоичный счетчик, преобразователь дополнительного кода в прямой, схему собирания, введены в дополнительную отрицательную обратную связь с выхода фазового детектора отрицательной обратной связи на один из входов сумматора через последовательно соединенные по информационным входам сглаживающий фильтр, блок управления динамической ошибкой, преобразователь напряжение-ток, и в отрицательную обратную связь с выхода фазового детектора на вход интегрирующего усилителя последовательно низкочастотный фильтр и звено запаздывания.

Группа изобретений относится к датчику с электростатическим маятниковым акселерометром и к способу управления таким датчиком. Акселерометрический датчик содержит по меньшей мере один электростатический маятниковый акселерометр, имеющий первый и второй неподвижные электроды, закрепленные на корпусе и соединенные со схемой возбуждения, и третий электрод, установленный на маятнике, соединенном с корпусом, с возможностью перемещения и связанный с детекторной схемой.

Группа изобретений относится к датчику с электростатическим маятниковым акселерометром и к способу управления таким датчиком. Акселерометрический датчик содержит по меньшей мере один электростатический маятниковый акселерометр, имеющий первый и второй неподвижные электроды, закрепленные на корпусе и соединенные со схемой возбуждения, и третий электрод, установленный на маятнике, соединенном с корпусом, с возможностью перемещения и связанный с детекторной схемой.

Изобретение, компенсационный акселерометр, предназначено для применения в системах стабилизации и навигации. Компенсационный акселерометр дополнительно содержит интегрирующую отрицательную обратную связь, в которую введены низкочастотный фильтр, с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на вход интегратора, и пороговый элемент с зоной неоднозначности, с выхода интегратора на один из входов магнитоэлектрического силового преобразователя через второй преобразователь напряжение-ток, кроме того, выход сглаживающего фильтра является аналоговым выходом, а выход с порогового элемента с зоной неоднозначности - дискретным выходом компенсационного акселерометра.

Способ обеспечения линейности масштабного коэффициента маятникового широкодиапазонного акселерометра компенсационного типа относится к измерительной технике и может быть использован в области производства приборов для измерения линейного ускорения.
Наверх