Акселерометр

 

Союз Советских

Социа листки вских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 566 185 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 2303574/10 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликоваио25.07.77.Бюлле.ень №27 (45) Дата опубликования описания 12.09.77

2 (51) М. Кл.

5 01 Р 15/02

Государственный намнтет

Совете Мннкстрав СССР ао делам нзааретечнй м отнрытнй (53) УДК 531.768 (083.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С, Галкин, Г. А. Григорьев, В, А. Зорин, М, Г. Каган, А. В. Корягин, Г. Н. Писарев и 3. A. Крутских (71) Заявитель (54) АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к приборостроению, а именно к высокочувствительным линейным акселерометрам с газодинамическим подвесом инерпионпой массы.

Известны линейные акселерометры с газодинамическим подвесом инерционной массы, которых аэродинамической подппшник образуется при вращении гладкого вала от носительно внутренней поверхности чувствя- е тельного элемента jl). Использование этих акселерометров в условиях невесомости н возможно из-за неустойчивой работы глад«ой газодинамической опоры. Однако, зачастую на вращающемся валу для повышения устойчивости газодинамической опоры нарезают винтовые встречно-направленные канавки. При этом точность выходной характеристики акселерометра при измерении малых линейных ускорений в значительной р степени определяется насколько симметрично расположен чувствительный элемент относительно нарезанной части вала и насколь-. ко идентична геометрическая форма нарезанных канавок. 25

Указанные недостатки в некоторой степени устрашпотся в акселерометрах компенсационного типа, в котор х перемещения чувствительного элемента невелики, однако и в этом случае симметрирование выходной характеристики акселерометра сложная и трудоемкая задача.

Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде сбалансированной полой втулки, охватывающий вал, на поверхности которого нанесены встречно-направленные канавки до уплотнительного пояска, расположенного в центре вала, при вращении которого образуется газодинамический подшипник, систему обратной связи и регист рирующее устройство 121.

В этом акселерометре положение чувствительного элемента относительно уплотнительного пояска, располсекенного на валу, влияет на симметричность выходной характеристики акселерометра, Кроме того, в наземных условиях практически невозможно выставить чувствительный элемент сим566185 метрично относительно нарезанной части, при которой величина осевых сил, действующих благодаря эффекту нагнетания канавок как с правой стороны, так и с левой стороны чувствительного элемента, равна между собой и совпадает с нулевым положением работы системы обратной связи.

Цель изобретения — повышение точности измерения, достигаемое за счет большей ста6ильности нулевого сигнала акселеромет- щ ра.

Указанная цель достигается тем, что в линейном акселерометре с газодинамическим подвесом инерционной массы на внутренней поверхности чувствительного элемента, выполненного в виде сбалансированной втулки, охватываюшей вал, нанесены встречно-направленные винтовые канавки. Нанесение винтовых встречно-направленных канавок на внутренней поверхности чувствительного эл- 20 мента обеспечивает устойчивость газодинамической опоры точно так же, как если бы канавки были нарезаны на врашаюшемся валу, и одновременно с этим позволяет свести к минимуму осевую реакцию со стороны 25 газового слоя на движение чувствительного элемента вдоль оси чувствительности, так как в этом случае осевой суммарный поток газа через зазор не зависит от положения чувствительного элемента относительно ва- 30 ла и равен нулю.

На фиг. 1 показана обшая схема акселе- рометра; на фиг. 2 — разрез чувствительного элемента вдоль продольной оси; на фиг.

3 — разрез чувствительного элемента вдоль поперечной оси.

Акселерометр содержит корпус 1, чувствительный элемент 2, выполненный в виде втулки и образующий с валом 3 газодинамический цодвес, электропривод 4, датчик ли- р нейных перемешений 5, регистрируюшее устройство 6, гибкую неупругую нить 7, один конец которой закреплен на чувствительном элементе 2, а другой — на корпусе 1, винтовые встречно-направленные канавки 8, нанесенные на внутренней поверхности чувствительного элемента. При вращении вале

3 электроприводом 4 чувствительный элемент 2 всплывает в газовом слое газодинамического подшипника. Возникающий в Ю результате вращения вала 3 момент аэродинамического трения газового слоя обесц»чивает натяжение нити 7. При отсутствии линейного ускорения нить расположена перпендикулярно к оси врашения sana 3. В случае действия линейного ускорения чувствительный элемент 2 движется вдоль вала 3 до тех пор, пока проекция силы натяжения нити 7 на ось врашения вала не уравнове» сится инерционной перегрузкой за счет линейного ускорения, действующего на чувствительный элемент„При этом величина перемещения чувствительного элементе вдоль вала будет пропорциональна действуюшему линейному ускорению и замеряется датчиками линейных перемешений 5 и регистрирующим устройством 6. Ввиду того, что винтовые канавки нанесены на внутоенней човерхности чувствительного элемента, а максимальное перемещение чувствительного элемента относительна оси симметрии вала не перекрывают его длину, то осевая реакция, действующая со стороны смазочного слоя на чувствительный элемент, будет полностью or сутствовать. Тем самым отпадает необходимость располагать чувствительный элемент строго симметрично относительно вала.

Формула изобретения

Акселерометр, содержаший корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде сбалансированной полой втулки, охватываюшей вал, при врашении которого образуется газодинамический подшипник, и гибкую неупругую нить, один конец которой закреплен на чувствительном элементе, а другой — на корпусе, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения осевой реакции газового слоя на движение чувствительного элемента, на внутренней поверхности чувствительного элемента нанесены встречно-направленные винтовые канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз .

1. Патент США No. 3913406, кл. 73516, опубл, 21.10.75.

2. Техническое описание 11С813

Р1401-0ТО, Датчик малых перегрузок

ДМП Р1401-0, 1971 °

Составитель Н. Граникова

Редактор Т. Иванова Техред M. Левидкая Корректор J1, Небол

Заказ 2425/30 Тираж 1101 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4