Виброкомпенсирующее устройство для датчиков с силовой компенсацией

 

"" 477346

О П И С А Н-И"й

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 03.07 72 (21) 1804291/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Оп бликовано 15.07.75. Бюллетень № 26 (51) М.Кл. б Olp 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР о делам изобретений

H открн тий (53) УДК 551.781(088.8) Дата опубликования описания 08,07.76, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Е. С. Левшина и В. С. Моисейченко

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (54) ВИБРОКОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ДАТЧИКОВ С СИЛОВОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в различных приборах с силовой компенсацией (акселерометрах, датчиках сил и давлений и т. п.).

Известные виброкомпенсирующие устройства для приборов с силовой компенсацией, содержащие основной датчик с силовой компенсацией и дополнительный акселерометр, не обладают достаточно высокой точностью из-за погрешностей акселерометра.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем дополнительный акселерометр выполнен с силовой компенсационной катушкой, размещенной в магнитной системе основного датчика и соединенный с его компенсационной обмоткой. Такое выполнение устройства увеличивает точность компенсации погрешностей от виброускорений.

На фиг. 1 представлена общая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схематически представлена конструкция для случая прибора с силовой компенсацией с обратшям магшпоэлектрическнм преобразователем (МЭП).

Бнброускорения Х действуют на подвижную часть 1 с массой ггг1 основного датчика с силовой компенсацией, и создаваемые нри этом силы инерции I" — — ггг,Х обуславливают погрешность прибора. Для компенсации сил инерции в обратном преобразователе 2 прибора создается электрамаггштное усилие

Fv, = Рг или ргУ = и, Х, где Pi — коэффициент преобразования обратного преобразователя 2, а У вЂ” электрическая величина, пропорциональная ускорению Х, т. е.

У = К- Х. Для получения У ускорение Х измеряют с помощью компенсационного акселерометра, подвижная часть 3 с массой mp которого расположена в рабочей области обратного преобразователя прибора с силовой компенсацией и идентична подвижной части последнего.

Неподвижная часть обратного преобразователя 4 акселерометра является неподвижной частью обратного преобразователя 2 прибора с силовой компенсацией, и передаточные коэффициенты обратных преобразователей основного датчика (3 и дополнительного акселеромстра Р0 отличаются только механическими параметрами иодвижной части. При действии ускорений Х на массу пг„ подвижной части 3 акселерометра силы инерции Fp — — гггоХ уравновешиваются электромагнитным усилием Г,. = р0У, создаваемым об«о ратным преобразователем 4. Уравновешивазо нне осуществляется с некоторой ошибкой рас477346

3 согласованием AFp = Fp — Fp, которое преобразуется звеном 5 прямого преобразователя силы в электрическую величину У = КДЕ, где Ко — передаточный коэффициент цепи прямого преобразования. Уравнение преобразования компенсационного акселерометра выражается

1 o =п1о Y = РоУ + AFo = (ok 1 +

КоР

Ро р( пли Х = — У(1+

111о Ко1оо

Таким образом, для полной компенсации сил инерции F1 = т,X = ф1У. В результате действия на прибор виброускорений Х1 необходимо выполнить условие точной компенсации погрешностей от виброускорений — (1 -е- ). Входящее в это pam1 / 1

mo Кфо венство отношение масс — стабильно, неm, то стабильность выражения в круглых скобках при реальной величине Кфо —— 1000 и нестабильности Ко — = 10 /о составляет менее 10 —, и точность компенсации погрешностей от виброускорений зависит в основном от нестабильности отношения передаточных коэффициентов обратных преобразователей, которое при общей неподвижной части обратных преобразователей является величиной практически постоянной.

Неподвижная магнитная система МЭП датчика с силовой компенсацией и компенсационного акселерометра содержит общие магнит 6 н магнитопровод 7. В рабочем зазоре расположены подвижная катушка 8 акселерометра, закрепленная на растяжках 9 и несущая подвижный элемент преобразователя неравновесия (например, сердечник индуктивного преобразователя перемещений, не показанный в силу непринципиальности на фиг. 2) с общей массой mp, и подвижная катушка 10 прибора с силовой компенсацией, закрепленная на растяжках 11 и соединенная с первичным преобразователем 12 (неуплотненным поршнем, сильфоном, мембраной и т. д.) сил, давлений и т. д.

При действии на основание прибора по оси его чувствительности виброускорений Х (например,в вертикальном направлении, фиг. 2) г1одвижная часть прибора смещается на Лб относительно корпуса за счет сил инерции

111 =- т1Х, являющихся прямым источником погрешности прибора с силовой компенсацией.

Н- подвижную часть акселерометра действуют силы инерции Fp = иоХ, которые уравновешиваются с ошибкой AFp (фиг. 1) электромагнитным усилием, создаваемым МЭП, F y = B pl pl p, где Ip — длина обмотки катушки, Во — индукция в рабочем зазоре. Выход15 нои электрической величиной акселерометра является ток 1о, служащий мерой виброускорений.

Ток 1о пропущен по обмотке МЭП прибора с силовой компенсацией и создает электромагнитное усилие Fy = Bplilp, где l1 — длина обмотки катушки 10. Из уравнения преобразования акселерометра выходной ток точно выражается

1 = 1 -+где f4Po — коэффициент усилия разомкнутой системы акселерометра, и полная компенсация

З0 сил инерции F1 — — Fy,, а с ней и отсутствие погрешностей от виброускорений будет иметь место при условии

l1,-— -l."" 1+ и, что важно, независимо от магнитной индукции в рабочем зазоре.

Предмет изобретения

Виброкомпенсирующее устройство для датчиков с силовой компенсацией, содержащее силовую компенсационную обмотку с магнитной системой и дополнительный акселерометр, 45 отличающееся тем, что, с целью увеличения точ ности измерения, дополнительный акселерометр выполнен с силовой компенсационной катушкой, размещенной в магнитной системе основного датчика и соединенной с его компенg0 сационной обмоткой.

477346

Фиг. 2

Редактор И. Шубина

Корректор Е. Рожкова

Заказ ¹ 1097 Изд. № 1608 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

Составигель P. Александров

Техред М. Семенов

72

11