Акселерометр

 

б

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕЯЬСТВУ

<»>474739

Сента Советских

Социалистическим

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.06.73 (21) 1937804/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 25.06.75. Бюллетень № 23

Дата опубликования описалия 28.04.76 (51) М. Кл. G 01р 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531,781 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Красильников и Ю. В. Ерилов (71) 3 а явитель (54) AKCEJlEPOMETP

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено прп измерении ускорений.

Известные акселерометры, содержащие датчик ускорения с частотным выходом, установленный пя роторе, и счетный регистратор, обладают недостаточной точностью из-за ухода частоты сигнала при нуле ускорения.

Предлагаемый акселерометр снабжен двумя датчиками положения ротора, установленными в диаметрально противоположных точках, триггером, входы которого соединены с выходами датчиков положения, и двумя электронными ключами, управляющие входы которых соединены с выходами триггеров, а коммутационные цепи — с входами счетного регистратора и с выходом датчика ускорений.

Это позволяет увеличить точность измерения ускорения за счет исключения влпяныя дрейфа частоты датчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого акселерометра.

Акселерометр состоит из датчика ускорения — чувствительного элемента 1, расположенного па роторе датчика, электронного коммутатора 2, электрически через токосъемник связанного с чувствительным элементом, датчиков 8 положения ротора и регистрирующего устройства 4.

Датчик ускорения — чувствительный элемент состоит, например, из кварцевого пьезоэлектрического вибраторя, нягруже1шого инерционной массой и включенного в электронную схему генератора. Коммутатор содержит электронные ключи 5, управляемые триггером б, состояние которого устанавливают сигналы датчиков 8 положения. Регистрирующее устройство содержит реверсивный счетчик 7 и индикатор 8.

Устройство работает следующим образом.

Под действием ускорения инерционная масса деформирует кварцевьш вибратор плп другой датчик ускорения с частотным выходом.

Частота механических колебаний вибратора, а следовательно, и электрических колебаний генератора, меняется пропорционально величине деформации. В процессе вращения вибратор подвергается попеременно деформациям сжатия и растяжения; при этом частота генератора соответственно увеличивается и уменьшается от поминальной.

Два датчш а 3 положения размещены в диаметрально противоположных точках статора и сигналы с них поступают ня триггер б через половину оборота ротора. Управляемые триггером ключи 5 пропускают спгпял чувствительного элемента на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 в течение одной половины оборота ротора и на вычитающнй вход — за вторую половину оборота.

474739

= — vq4t.

I

1

I

Прн равномерном вращешш количество импульсов Il, накопившееся на счетчике за одип оборот, составит: (р а = j„---+vq япм1 dt

tg (а

Ы вЂ” vq sin u>t ° dt где f„— номиналы(ая частота вибратора;

М вЂ” период оборота датчика; ь — угловая скорость вращения;

v — чувствительность чувствительного элемента к ускореншо;

q — величина ускорения.

Моменты tv /, и (, соответствуют началу, середине и концу ооорота н совпадают с снгналамн датчиков положения. Так как

At

=t." — t,=, то n =-2vq sinu>t dt =

За любой отрезок времени Т, содержащий целое число оборотов, количество импульсов N на отсчетном устройстве датчика равно:

2vT й(= q. (с N

Откуда: д = ——

vТ

Приведенные выражения показывают, что в предлагаемом устройстве нз результатов замеров исключена частота кварцевого вибратора („ н, следовательно, ее медленные измене5 ння (существенно меньшие скорости вращения).

Акселерометр способен измерять две составляющие ускорения, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Для этого он может содержать два дополнительных диаметрально расположенных датчика положения, сдвинутых относительно первых на угол, например, равный 90 . Дополните льнь(Г! электронный коммутатор, соединенный с дополнительными датчиками положения, выделяет вторую составляющую ускорения, перпендикулярную первой. Предмет изобретения

Акселерометр, содержащий датчик ускорения с частотным выходом, установленный на роторе, и счетный регистратор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, он снабжен двумя датчиками положения ротора, установленными в диаметралыю противоположных точках, триггером, входы которого соединены с выходами датчиков положения, и двумя электронными ключами, управляющие входы которых соединены с выходами триггеров, а коммутационные цепи — с входами счетного регистратора и с выходом датЗ5 чика ускорений.

Q l !

I