Устройство для измерения динамических характеристик компенсационного акселерометра с двухобмоточным датчиком момента

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)739414 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04.77 (21) 2475197/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. б 01 Р 21/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 531.768 (088.8) Опубликовано 05.06.80. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 15.06.80 во делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. Г. Бобров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЕНСАЦИОННОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА

С ДВУХОБМОТОЧНЫМ ДАТЧИКОМ МОМЕНТА!

tO (2) Un = где U!

Uy, гсо>9 (1) Хл=

Изобретение относится к области измерительной техники. и может быть использовано для измерения динамических характеристик прецизионных линейных компенсационных акселерометров.

Известно устройство и способ для измерения динамических характеристик акселерометров, по которому гармоническое ускорение задается путем одновременного вращения поверяемого акселерометра относительно двух осей. При истинном ускорении, изменяющемся по гармоническому закону, амплитудное значение погрешности в динамическом режиме определяется выражением где Х < — амплитуда погрешности акселерометра в динамическом режиме;

Х вЂ” истинная амплитуда ускорения;

Х2 — измерения амплитуды ускорения; ср — угол сдвига фаз между Х и Хг (1).

Однако в таком устройстве центрифуга воспроизводит небольшой диапазон амплитуд и частот задаваемых ускорений, а громоздкий и сложный механизм центрифуги требует значительных материальных затрат при изготовлении, настройке и эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности является акселерометр, который содержит источник гармонических электрических сигналов, имитирующих ускорение, устройство сравнения (суммирующий усилитель), подключенное к обмотке датчика момента, а также датчик угла и усилитель. Амплитуда.погрешности акселерометра в динамическом режиме равна компенсирующий сигнал с датчика угла; — гармонический сигнал от источника электрических сигналов; — угол сдвига фаз между Ui u Ui.

20 Погрешность определения U ìîæíî оценить следующим образом.

В случае, когда у= О, выражение (2) преобразуется к виду

1-!и = 1-!< — Uг . (3) 739414

Относительная погрешность измерения

U „равна (4)

5 где hU»» — абсолютная погрешность опре.деления Ut».

На основании теоремы о предельной абсолютной погрешности разности двух величин можно записать выражением (4) в виде (5) 1$

Для высокоточных акселерометров можно с достаточной степенью точности считать U» Uq, à AV» =Ь11г.. Следовательно

20 (6

Р.4= 2К â€” - — = 2К УUa i

0р. где К = — — 0;относительная погрешU

U»» ность измерения Vg.

Для высокоточных акселерометров (класс

0,05 и выше) амплитуда 1»„мала по сравнению с Up, поэтому К >1 и. следовательно, »» »п >> 3 0а . При»р 0 погрешность ».»„ будет еще больше, так как в выражении (6) добавляется слагаемое, величина кото- зф рого зависит от погреш ности определения фазы.

Большая относительная погрешность определения 1!„объясняется тем, что ее определение производится косвенным методом, путем измерения U» и I a которые на 3 — 4 по

1 3$ рядка превышают амплитуду V»». Кроме того, к погрешностям измерения добавляются погрешности суммирующего усилителя изза наличия зоны нечувствительности, дрейфа нуля усилителя, зависимости коэффициента передачи усилителя от частоты, а также оказывает влияние то обстоятельство, что режимы работы суммирующего усилителя и датчика момента отличаются от реальных (2) .

Целью изобретения является повышение 4> точности измерения динамических характеристик акселеромера.

Поставленная цель достигается тем, что выход источника электрических сигналов подключен к первой обмотке датчика момента, включенной встречно со второй обмоткой соединенной с датчиком угла через усилитель, а устройство сравнения соединено со средней точкой обмоток.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения динамических хара- И теристик акселерометра.

Выход датчика угла 1 подключен на вход усилителя 2, а выход последнего соединен с одной из обмоток датчика момента 3. ВыI»» = 1» 12; (7) Таким образом,I„является погрешностью акселерометра в динамическом режиме при воздействии гармонического сигнала 1р, Сравнивающее устройство измеряет величину тока 1п.

Сравнивая относительные погрешности измерения в предлагаемой схеме (r „) и прототипе (ц„), находим, что их отношение равно

Полагая, что измерение напряжений и токов в обоих устройствах производится с равными относительными погрешностями, т. е. f u4 -— — A из выражения (8) получаем

Уэ 1

)| uï

Так как k »1, то в предлагаемом устройстве определение погрешности в динамическом режиме в 2 k раз точнее по сравнению с известным.

Использование предлагаемого устройства позволяет выделить сигнал пропорциональный погрешности акселерометра в динамическом режиме. В результате повышается точность измерения динамических характеристик. В предлагаемом устройстве возможно измерять характеристики прецизионных акселерометров измерительными приборами среднего класса точности. ход источника 4 электрических сигналов соединен со второй обмоткой датчика момента, Между общей точкой обмоток датчика момента и общей точкой устройства включено сравнивающее устройство 5. Обмотки датчика момента включены встречно, т, е. протекающий по ним ток одного направления создает в них моменты, направленные навстречу друг другу.

Устройство работает следующим образом.

Гармонически сигнал с выхода источника 4 подают на вход обмотки датчика момента. Ток Ip, проткающий по обмотке, создает момент, имйтирующий воздействие ускорения на акселерометр. На выходе датчика угла 1 появляется сигнал, который усиливается усилителем 2 и подается на вход другой обмотки датчика момента. Ток 1», протекающий по обмотке, создает момент, компенсирующий момент другой обмотки. Ток

1 является входным сигналом, пропорциональным ускорению, действующему на акселометр. Ток I» является выходным сигналом акселерометра.

Через сравнивающее устройство 6 протекает ток I„,равный разности токов 1» и If.

739414

Формула изобретения Составитель Ю. Артемьев

Редактор О. Филиппова Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 2915/38 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для измерения динамических характеристик компенсационного акселерометра с двухобмоточным датчиком момента, содержащее источник электрических сигналов, имитирующий ускорение, устройство сравнения, подключенное к одной из обмоток датчика момента, датчик угла и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, выход источника электрических сигналов подключен к первой обмотке датчика момента, включенной встречно со второй, соединенной с датчиком угла через усилитель, а устройство сравнения соединено со средйей точкой обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Синельников А. Е., Блантер Б. 3.

Градуировка и проверка низкочастотных акселерометров. Л., 1071, с. 13 — 22.

2. Acce)егоmetr Dymamic Characteristics — E1ectromechanical Disign, 1971, 14 Ко 1/2, р. 6 — 9 (прототип).