Акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 10595 13 И ИЕ ИЗОБРЕТт К АВТОРС СВИДЕТЕЛЬСТ тво СССР 975. о СССР 1960жа ом ел му о г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) АКСЕЛЕРОМЕТР, содеринерционный элемент на упрувесе, первичный преобразоваперемещения, магнитную сист вторичный преобразователь перемещенийв электричеекий сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящуюиз обмотки ЭДС, усилителя и обмоткидемпфирования, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширениядиапазона измерений, обмотка ЭДС,выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы взонах градиейта индукции, каждаяиэ которых соединена с введенными источниками постоянного напряжения и свходом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейныхускорений деталей, машин и другихдвигающихся объектов.Известен магнитоэлектрический динамометр с силовым уравновешиваниеми катушками отрицательной жесткости,которые обеспечивают уравновешивание жесткости упругого подвеса. Обмотки отрицательной жесткости, установлены в зазоре магнитной системы и соединены с источником стабилизированного тока 1) .Динамометр имеет высокую чувствительность, но неработоспособен в усло 5виях воздействия механических дестабилизирующих факторов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является акселерометр, содержащий инерционныйэлемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, вторичный преобра"эователь перемещений в электрическийсигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС,усилителя и обмотки демпфирования 2 .Недостатком известного акселерометра является низкая чувствительность, обусловленная наличием упру гого подвеса, что снижает диапазон измерения акселерометра.Уменьшение порога чувствительноС- ти акселерометра путем уменьшения жесткости упругого подвеса вызывает 35 потерю его боковой устойчивости. Уменьшение порога чувствительности акселерометра с электрическим демпфированием путем введения дополнительных обмоток отрицательной 40жесткости снижает их надежность иэза необходимости введения дополнительных токопроводов и уменьшаетдиапазон измерения, так как процент веса обмотки силового уровновешивания 45 от веса инерционной массы снижается.Цель изобретения - расширениедиапазона измерения акселерометра.Поставленная цель достигается темчто в акселерометре, содержащем инерционный элемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему 55 электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилителя и обмотки демпфирования, обмотка ЭДС выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы, в 60 зонах градиента индукции, каждая из которых соединена с введенными источником постоянного напряжения и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя. 65Ь На фи.г,1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - электрическая схема устройства.В кольцеобразных зазорах магнитной системы (фиг.1), состоящей из двух постоянных магнитов 1, магнитопровода 2 и двух крышек 3, на упругих направляющих 4 подвешен каркас 5 составляющий основу инерционной массы акселерометра,Для обеспечения дифференциальной работы упругие направляющие 4 закреплены с предварительным прогибом.В средней части каркаса 5 расположен электрод б емкостного преобразоватепя перемещения, два неподвижных электрода 7 размещены на цилиндрических концах постоянных магнитов 1, На каркасе 5 намотаны четыре обмотки 8,9,10 и 11. Обмотка 8 является силовой обмоткой узла силового уравновешивания, обмотки 9 и 10 являются обмотками ЭДС и обмотками отрицательной жесткости, а обмотка 11 - демпфирующей обмоткой.Электронный блок 12 акселерометра размещен на одной из крышек 3.Акселерометр работает следующим образом.При настройке акселерометра, при нейтральном положении инерционной массы и отсутствии воздействия измеряемого ускорения, для настройки подвеса акселерометра на заданную собственную частоту обмотки 9 и 10 запитываются постоянным током от источников 13 и 14 стабилизированного напряжения. Направление токов в обмотках 9 и 10 встречное, В результате взаимодействия электрических полей катушек 9 и 10 с магнитным полем магнитной системы возникают силы, направленные против сил упругих направляющих 4.Регулировка величин токов, протекающих в обмотках 9 и 10, осуществляется с помощью резисторов 15 и 1 б.С помощью сумматора, выполненного на резисторах 17-20 осуществляется получение нулевого сигнала, поступающего на усилитель 21 и обмотку 11.При нейтральном положении инерционной массы конденсаторы емкостного преобразователя 22, образованные электродами б и 7, сбалансированы и . на выходе усилителя 23 сигнал отсутствует.При воздействии измеряемого ускорения а по измерительной оси акселерометра инерционная масса смещается, причем из-эа компенсации усилия упругих направляющих усилием отрицательной жесткости смещение осуществляется на большую величину. В результате смещения происходит разбаланс емкостей переменных конденсаторов преобразователя 22. Сиг.Янович ак Тираж 873ИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 5, Москва, Ж, Раушская 9823 Подписно ета СССР рытий наб д. 4/5303 илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нал разбаланса усиливается предварительным усилителем 24 н через усилитель 23 выпрямленный и усиленный подается на выход, одновременно он подается на силовую обмотку 8,При изменении измеряемого ускорения д или при наличий вибрационных ускорений, в обмотках 9 и 10 наводятся напряжения ЭДС, величины которых пропорциональны скорости смещения инерционной массы. Папряжения ЭДС обмоток 9 и 10 складываются сумматором и через усилитель 21 подаются на обмотку 11 для уменьшения скорости и величины смещения (демпфирования) инерционной массы.Выполнение обмоткой ЭДС двух функций позволяет увеличить диапазон измерения прибора от 14,15 до 33,3 и повысить его надежность на 4,4.