Интегрирующий акселерометр

СОЮЗ ССВЕТОНИХшвсвидвдддРЕСПУБЛИК зсюС 01 Р 15/02 РЕТЕНИЯ 8-10 Бюл. У 23, С.И.ШкадаЮ.В.Романов88,8)кое свидС 01 Р ч ое,+е,1 ч,етельство СССР15/02, 1980,где Г М ее, 1 Ж Ъ ГОСУДМфСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБи двтсвсисви сввдвсвсвс(54) (57) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ АКСЕЛЕРОМЕТРпо авт. св. У 883744, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазонаизмерения, полость вращающейся платформы заполнена жидкостью до полногопогружения в нее маятника, а противоположное плечо маятника снабженодополнительным грузом, неподвижнозакрепленным на конце его и расположенным на прямой, перпендикулярнойоси поворота маятника и лежащей снею в одной, плоскости, причем грузы подобраны по средней плотносучетом соотношений ч,е,:ч,еускорение своьодного падения; момент маятника оносительно его оси поворота при 1 ; расстояния до оси маятника от центров масс первого и второго грузов соответственно;соответственно средние плотности первого, второго грузов и жидкостиобъемы первого и.второго грузов соответственно.Изобретение относится к измеритель. ной технике, более конкретно к области измерения.линейных ускорений.По основному авт. св, В 883744 известен интегрир акселерометр, содержащий вращающуюся платформу с установленным на поворотных опорах маятником, имеющим на конце груз, датчик угла поворота маятника соеди 10 ненный с усилителем,.двигатель, на валу которого закреплена платформа и исполнительный механизм, и маховик, кинематически связанный с поворотными опорами посредством поводка Я.Однако укаэанное устройство обла-5 дает низкой точностью измерения при применении его на объекте, вращающем. ся с некоторой .угловой скоростью, вследствие воздействия на маятник акселерометра . гироскопического мо-"20 мента.Целью изобретения. является повышение точности и расширение диапазона измерения линейных ускорений.Указанная цель достигается тем,25 что полость вращаощейся платформы интегрирующего акселерометра заполнена жидкостью до полного погружения в нее маятника, а противоположное плечо маятника снабжено дополнительным грузом, неподвижно закрепленным на конце его и расположенным на прямой, перпендикулярной оси пово" рота маятника и лежащей с нею в одной плоскости, причем грузы подобра- З 5. йы по средней плотности с учетом соотношенийМо"фСе,.е,л,дМьХ Ь К, е,ч,ч,г,=ч,Егде- ускорение свободного паде 45ния;Мр - момент маятника относительно его оси поворота при 1 Г;6,Х - расстояния до оси маятникаот центров масс первого ивторого грузов соответственн 03ДН- соотнетстненно средние плотности первого, второго грузов и жидкости;"Яу - объемы первого и второго55грузов соответственно.На чертеже показан акселербметр,общий вид. Интегрирующий акселерометр содержит корпус 1, маятник 2, поворотныеопоры 3, поводок 4, датчик 5 углаповорота маятника, маховик б с пазом 7, вращающийся в поворотных опорах 8, платформу 9, расположенную наоси 10 двигателя 11, усилитель 12обратной связи, исполнительный механизм 13, грузы 14 и 15, жидкость 16,Устройство работает следующимобразом.При воздействии линейного ускорения а по оси 2 на маятник 2 воздействует инерционный момент, пропорциональный ускорению а, маятник стремится повернуться вокруг своей оси Х,датчик 5 угла поворота маятника вырабатывает напряжениерассогласования, которое усиливается усилителем 12 обратной связи и подается надвигатель 11, при этом вал двигателя 10 вращает платформу 9 с такимугловым ускорением Е, что инерционный момент маховика, пропорциональныйЕ, уравновешивает инерционныймомент маятника, пропорциональныйлинейному ускорению,Равновесие достигается при некотором угле рассогласования маятника 2, достаточно малом за счет выбора коэффициента усиления усилителя 12. Момент маятника 2 передаетсяна маховик 6 при помощи поводка 4,При работе акселерометра на вращающемся с угловой скоростью И объекте на грузы маятника действуют силыКориолиса, вызывающие гироскопический момент, действующий на маятник,который без учета влияния заполняющей полость платформы жидкости определяется выражениемФМ(Дгдето - угловая скорость вращенияплатформы относительно объекта, пропорциональная линейнойскорости движения, набранной объектом вдоль осичувствительности Е; Мк 1 - проекция угловой скоростивращения Ьбъекта на плоскость,Х У;4 " угол между проекцией угловойскорости У и осью маятника;Д- средние плотности первого ивторого грузов маятника соответственно;(О+ф 1 ЧС 30 Заказ 4366/ Подписное ВНИИ ПИТираж 823 Ч,Ч - объемы первого и второго грузов соответственно; С, В - расстояния от оси,маятникаеф 2до центров масс первого ивторого грузов соответственно.Определяемый этим выражением гироскопический момент вызывает погрешность в измерении, возникающую при вращении объекта с угловой скоростью. 1 ОВ заполненной жидкостью платформе жидкость, окружакщая, грузы, находит,ся под воздействием сил Кориолиса, в связи с чем вокруг грузов возникает перепад давлений, создающий гидростатические выталкивающие силы Кориолиса, действующие в направлении, противоположном действию сил Кориолиса на грузы.Момент этих сил, действующий на маятник, определяется выражением М=2 аЮпжУ,(СУ 8 Ч,); где к - плотность жидкости.Суммарный момент от действия на маятник сил Кориолиса и гидростатических сил Кориолиса равен ф Гфхуп фу,чЕ,у,Ч, Е,-у,Еч, + Е,ч,1, При выборе средних плотностей грузов с учетом соотношений где ф - ускорение свободного падения;Мо - момент маятника относительноего оси поворота при 1,суммарный момент М равен ну-ЛЮТаким образом, установка на маятнике дополнительного груза, заполнение полости платформы жидкостью, а также выполнение грузов со средними плотностями, определяемыми приведен" ными выше соотношениями, исключают погрешность в измерении линейного ускорения (скорости), вызываемую действием сил Кориолиса. Кроме того, отсутствие гироскопического момента в интегрирующем акселерометре расширяет диапазон измерения ускорений, поскольку верхняя граница диапазона измерения определяется суммарным моментом, действующим на маятник, и весь диапазон допустимых моментов используется на измерение ускорения. ал ППП "Патент",жгород, ул. Проектная, 4