Устройство для измерения ускорения

(54) (57) УСТРУСКОРЕНИЯ, соновленные поисточник когдиафрагму, коное зеркало,Я .ИЗМЕРЕНИЯ корпус и устаческого луча излучения, полупрозрачый элемент на ОЯСТВО ДЛдержащееходу оптрентноголлиматоринерцион ЮУ д 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ упругом подвесе с закрепленным на нем зеркалом, фотоприемник и схему регистрации, выполненную в виде двух параллельных каналов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в процессе измерения, оно снабжено плосковыпуклой линзой, установленной перед инерционным элементом по ходу оптического луча плоской поверхностью навстречу ему, выполненной полупрозрачной, двумя индикаторами положения инерционного элемента, установленными симметрично относительно него, электронным селектором каналов, каждый вход которого подключен к соответствующему индикатору, а выходы - к схеме регист- Ж рации.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения ускорений, .Известно устройство для измеренияускорений, содержащее корпус и установленные по ходу оптического луча 5источник когерентного излучения, диафрагму, коллиматор, полупрозрачноезеркало, инерционный элемент на упругом подвесе с закрепленным на немзеркалом, фотоприемник и схему регистрации, выполненную в виде двухпараллельных каналов 1 .Недостатком известного устройстваявляется низкая помехозащищенностьвследствие того, чтсе световые пучки 15проходят различные оптические пути.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости во время измерений,.Указанная цель достигается тем,что устрбйство для измерения ускоре Ония, содержащее корпус,и установлен- .ные по ходу оптического луча источ. ник когерентного излучения, диафрагму, коллиматор, полупрозрачное зеркало, инерционный элемент на упругомподвесе с закрепленным на нем зеркалом, фотоприемник и схему регистрации, выполненную в виде двух параллельных каналов, снабжено плосковыпуклой линзой, установленной перединерционным элементом по ходу опти- ЗОческого луча плоской поверхностьюнавстречу ему, выполненной полупрозрачной, двумя индикаторами положенияинерционного элемента, установленными симметрично относительно него, 35электронным селектором каналов, каждый вход которого подключен к соответствующему индикатору, а выходык схеме регистрации.На чертеже показано устройство 4 Одля измерения ускорений, общий вид.Устройство для измерения ускорений содержит источник 1 когерентногоизлучения и установленные по ходусветового пучка диафрагму 2, коллиматор 3, полупрозрачное зеркало 4, апертурную диафрагму 5, фотоприемник 6, схему 7 регистрации, электромеханический блок, выполненный в виде стакана 8 с выступами на его внутренней поверхности и последовательно установленных в нем плосковыпуклой линзы 9, индикатора положения инерционного элемента в виде кольцевой пьезоэлектрической шайбы 10, взаимодействующей с выступом стакана 8, инерционного элемента 11, выполненного в виде поршня с кольцевымипроточками 12, зеркала 13, жестко связанного с инерционным элементом 11, дополнительной кольцевой пьезоэлект рической шайбы 14, взаимодействующей с дном стакана 15, основного и дополнительного упругих элементов 16 и 17, взаимодействующих с основной и допол,нительной кольцевыми пьеэоэлектрическими шайбами 10 и 14 посредством основнОй .и дополнительной изоляционных чашек 18 и 19, схема 7 регистрации выполнена в виде двух параллельных каналов 20 и 21, каждый из которых включает в себя последовательно соединенныеусилитель-ограничитель 22, ждущий блокинг-генератор 23, детектор 24, преобразователь код-аналог 25, блок 26 регистрации и селектор 27 каналов, входы которого соединены с основной и дополнительной кольцевыми пьезоэлектрическими шайбами 10 и 14, выходы - с соответствующими ждущими блокинг-генераторами 23, выход фотоприемника 6 параллельно соединен с входами каналов 20 и 21. Плосковыпуклая линза 9 расположена в передней части стакана 8 в кольце плосковыпуклой линзы 28, упирающейся с одной стороны в юстировочные винты 29 расоУ положенные под углом 90 в стакане 8, с другой стороны - в резиновое кольцо 30, поджимаемое гайкой 31, плосковыпуклая линза 9 выполнена с передней полупрозрачной поверхностью 32 навстречу световому пучкуВыводы кольцевых пьезоэлектрических шайб 10 и 14 через отверстия в изоляционных чашках 18 и 19 и через изоляционные втулки - основную 33 и дополнитель,ную 34, впрессованные в стакан 8, подключены к селектору каналов 27 схемы 7 регистрации. Все элементы устройства смонтированы на общем основании 35 (на чертеже условно показано пунктиром).Устройство для измерения ускорения работает следующим образом.Световое излучение от источника 1 когерентного излучения проходит диафрагму 2, которая предназначена для исключения попадания отраженного излучения в источник 1 когерентного излучения, преобразуется коллиматором 3 в параллельный пучок необходимого диаметра, проходит через полупрозрачное зеркало 4, расположенное под углом 45 к пучку, и плосковыпуколую линзу 9, передняя поверхность которой выполнена полупрозрачной путем напыления тонкого слоя серебра (или алюминия), частично отражается от нее и попадает на зеркало 13, размещенное на инерционном элементе 11. Юстировка плосковыпуклой линзы 9 выполняется юстировочными винтами 29 с коническими наконечниками в двух плоскостях благодаря тому, что винты 29 расположены под углом 90, кольцооплосковыпуклой линзы 28 имеет бочкообразную поверхность соприкосновения со стаканом 8 и упирается в резиновое кольцо 30. Отраженная часть пучка с помощью полупрозрачного зеркала 4 направляется через апертурную диафрагму 5 на фотоприемник 6, где является опорным пучком. Часть излу40 Составитель Н.МараховскаяРедактор Н.Безродная Техред Л.Михей Корректор А.Зимокосов Заказ 2927/43 Тираж 823ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 чения, отраженного от зеркала 13, проходит .через пласковыпуклую линзу 9 и с помощью полупрозрачного зеркала 4 через апертурную диафрагму 5 направляется на фотоприемник 6, где служит сигнальным информационным) пучком. Таким образом обеспечивается совмещение путей зондирующего .и отраженного световых пучков. При действии ускорения инерционный элемент 11 с зеркалом 13 смещается в результате действия сил инерции, Для уменьшения трения при скольжении инерционного элемента в стакане 8 он выполнен с кольцевыми проточками 12. При перемещении инерционного элемента 11 с зер калом 13 длина оптического пути, пройденного сигнальным пучком, изменяется, что вызывает сдвиг интерференционной картины на фотоприемнике 6. Смещение инерционного элемента 20 11 при действии сил инерцииепропорционально величине действующего ускорения, жесткости основного и дополнительного упругих элементов и определяется зависимостью25в аХ: -где а - масса инерционного элемента 11;о - действующее ускорение; . 30жесткость основного и дополнительного упругих элемен-тов.Оптический путь сигнального пучка при этом удлиняется на расстояние .2 Х, что соответствует числу линий интерференции п, где и - число длин волн светового излучения; Отсюда т.е. Фотоприемник б зарегистрирует о импульсов, что характеризует собой величину действующего ускорения, Знак действующего ускорения определяется основной и дополнительной кольцевыми пьезоэлектрическими шайбами 10 и 14. Инерционный элемент 1, сжимая основ,ной упругий элемент 16 (или дополнительный 17), передает усилие через основную изоляционную чашку 18 или дополнительную 19) на основную кольцевую пьезоэлектрическую шайбу 10 или дополнительную 14), сигнал которой с помощью селектора 27, выполненного в виде триггера, подключает один из двух параллельных каналов 20 (или 21), измеряющих ускорение с соответствующими знаком. При включении одного из двух параллельных каналов 20 или 21 сигнал с фотоприемника 6 попадает в усилитель-ограничитель 22, который усиливает сигнал и исключает влияние амплитудной модуляции сигнального пучка, вызванное дефокусировкой излучения при отражении его от подвижного зеркала 13. Далее сигнал формируется по амплитуде и длительности ждущим блокинг-генератором .23, детектируется и после преобразования в аналоговый сигнал поступает в блок 26 регистрации.Использование предлагаемого устройства для измерения ускорений дает возможность измерять разнознаковые ускорения, является нечувствительным к атмосферным и вибрационным помехам, поскольку опорный и сигнальный пучки на всем оптическом пути совмещены и, следовательно, помехи вызывают одинаковые перемещения опорного и сигнального пучков и, соответственно, не дают сдвига интерференционной картины.