Ан ссср

 

"ьЫ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от «!гг. снпдетсльсг)н! Л 29889 1

М. Кл. G 01p 15/08

Заявлено 21.Х11.1971 (№ 1727677/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Б!оллетень № 43

Дата опубликования описания 20.III.1974

Государственный комитет

Совета в1инистрав СССР пе делам изобретений ч открытий Д1(531.768(088.8) Авторы изобретения

Л. Д. Гик, М. Г. Смирнов и Ю. А. Щепеткин

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР

Заявитель

АКСЕЛ ЕРОМГ 1 Р

Изобретение относится к измерительной техн и.ке.

Известен акселерометр из основного авт. св. № 298894 содержащий корпус, инерционную массу в форме шара, систему бесконтактной подвески в виде катушек возбуждени!!, помещенных в магцитопроводы, расположенные по трем взаимно перпендикулярным осям диаметрально проти воположпо QTIIосительно шара, систему датчиков перемещения в vèäñ измерительных катушек, расположенных на тех же магнитопроводах концентрично с катушками возбуждения, генератор звуковой частоты, коммутаторы выполненные, например, в виде электромеханического ключа, связанного с реле времени и соединенного с одним выводом катушек возбуждения и с выходным зажимом генератора звуковой частоты, а также блок демпфирования, выполненный в виде трех балапсных транзисторных усилителей с эмиттерной связью, коллекторные цепи которых через диоды соединены со вторыми выводами катушек возбуждения соответствующих каналов, причем аноды и катоды диодов шедсоеднпены через емкости к заземленному выходному зажиму генератора звуковой частоты.

Такой акселерометр характеризуется узостью динамического диапазона и связанной с этим возможностью потери измерительной информации при действии ускорений, превышающих установленный предел измерения. Это происходит вследствие работы акселеро:!етра по жестко фиксированной программе, при отсутствии связи между положением инерционной массы и моментом включения катушек возбуждения.

Кроме того, время замкнутого состояния коммутатора! Выбирается !II IIIb !3 условия» а лостп его по сравнению с длительностью режима измерения. Вследствие этого момент отключения катушек возбуждения не привязан к определенной фазе колебаний ннерцио!!по!! массы, из-за чего скорость ее движения оказывается в этот момент случайной величиной.

15 Наличие остаточной скорости в начале режима измерения увеличивает порог чувствительности и снижает точность.

Предлагаемый акселерометр отличается от известного тем, что о» снабжен амплитудным

20 дискриминатором, инвертором и дву»я схемами «ИЛИ», входы первой нз которых соединены со Входа ми ВтоpOII и с вы хода ми датчиков перемещегп!, выход первой схемы «ИЛИ» связан со входом дискриминатора непосредсг25 пенно, а второй — через пнвертор и первую схему «ИЛИ», причем выход дискрим!!натора присоединен к реле времени коммутатора.

На фиг. 1 изображена конструктивая схема предлагаемого акселерометра; на фиг. 2—

ЗО электрическая схема одного пз его каналов, 404016

15

ЗО

Во внутренней полости корпуса акселерометра свободно подвешена инерционная масса 2 в форме шара, изготовленная из токопроводящего материала, например из алюминия, меди или серебра. На внутренних стенках корпуса жестко закреплены три пары измерительных катушек 3, 4. Концентрично с ними расположены катушки возбуждения 5 и 6, являющиеся элементами бесконтактной подвески инерционной массы. Катушки 3 — 6 расположены на магнитопроводах 7. Число пар катушек выбирается равным числу измеряемых компонент вектора ускорения.

Измерительные катушки 3 и 4 (фиг. 2) включены в контуры генератора радиочастоты

8 и 9, выходы которых соединены со входами смесителя 10. Генераторы 8, 9 и смеситель 10 образуют дифференциальный частотный датчик перемещения. Выход смесителя 10 связан со входом блока двойного цифрового дифференцирования 11 и входом частотного демодулятора 12. Выход демодулятора 12 подключен через блок аналогового дифференцирования

13 к входу блока демпфирования 14. Катушки возбуждения 5 и 6 одним своим выводом соединены через ключ 15 с выходным зажимом генератора звуковой частоты 16. Ключ 15 управляется реле времени 17. Вторые выводы катушек возбуждения 5 и 6 связаны с блоком демпфирования.

Акселерометр снабжен амплитудным дискриминатором 18, инвертором 19 и схемами

«ИЛИ» 20 и 21. Входы схемы «ИЛИ» 21 соединены с соответствующими входами схемы

«ИЛИ» 20, с выходами датчиков перемещения и выходом частотного демодулятора 12. Выход схемы «ИЛИ» 21 связан со входом дискриминатора 18 непосредственно, а выход схемы 20 — через инвертор 19 и схему «ИЛИ»

21. Выход амплитудного дискриминатора 18 присоединен к реле времени 17.

Акселерометр работает следующим образом.

При замыкании ключа 15 под действием импульса реле времени 17 по катушкам возбуждения 5 и 6 протекает ток от генератора звуковой частоты 16 и инерционная масса 2 выводится в центральное положение. Длительность состояния ключа 15 такова, что отношение ее к полупериоду собственных колебаний инерционной массы составляет целое число. В режиме измерения ключ 15 разомкнут, катушки возбуждения 5 и 6 обесточены.

При ускоренном движении корпуса 1 прибора инерционная масса 2 отклоняется от центрального положения равновесия. При этом возможны два случая.

В нервом случае величина действующего ускорения такова, что напряжение на выходе частотного демодулятора 12 (на выходе датчика перемещения), пропорциональное смещению .инерционной массы, до момента очередного замыкания ключа 15 не достигает значения, достаточного для срабатывания амплитудного дискрими|натора 18. Движение массы происходит до тех пор, пока ключ 15 не замкнется.

Длительность замкнутого и разомкнутого состояний ключа 15 в этом случае задает реле времени 17.

Во втором случае действующее ускорение существенно больше, чем в первом случае.

При этом смещение инерционной массы 2 за время, меньшее установленного времени (до момента следующего замыкания ключа 15), достигает критической величины, например

800/О рабочего зазора. Напряжение с:выхода частотного демодулятора 12 оказывается достаточным для срабатывания амплитудного дискриминатора 18 (например, заторможенного блокинг-генератора).

Амплитудный дискриминатор вырабатывает короткий импульс, который, поступая на реле времени 17, вызывает его срабатывание и замыкание ключа 15, после чего инерционная масса 2 возвращается в центральное положение, и весь процесс измерения повторяется.

Изменение положения инерционной массы относительно измерительных катушек 3 и 4 приводит к появлению на выходе смесителя

10 разностной частоты, пропорциональной перемещению массы, а на выходе блока двой ного цифрового дифференцирования 11 — сигнала, пропорционального измеряемому ускорению.

Та ким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить динамический диапазон и повысить точность измерения.

Предмет изобретения

Акселерометр по авт. св. № 298894, отличаюи1ийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности измерения, он снабжен амплитудным дискриминатором, инвертором и двумя схемами

«ИЛИ», входы первой из которых соединены со входами второй и с выходами датчиков перемещения, выход первой схемы «ИЛИ» связан со входом дискриминатора непосредственно, а второй — через инвертор и первуюсхему

«ИЛИ», причем выход дискриминатора присоединен к реле времени коммутатора.

404016 фиг. 2

Корректор М. Лейзерман

Редактор T. Иванова

Заказ 556/13 Изд. № 189 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 б

Составитель В. Жилейкина

Техред А. Камышникова