Угловой акселерометр

ЯО.,1 1 СОЮЗ СОВИТСНИХкцевмннаРЕСПУБЛИК 1 ОСЩМфСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССОР ю ави ЮЮОВРВ и ОЪМФ ИИ ОБРЕТЕНИЯСЗИВЙВЪСТВУ ПИСАНИ(54) (57) УГЛОВОЙ АКС держащий инерционную новленную на подшипн первичный преобразов вторичнйй преобразов ч а ю щ и й с я тем повышения точности и ники размещены по цен многополюсной симметр системы, причем тела ников выполнены из ма риала. ьство ССС 03.03.82Датчики виде телЮ 2и др,ования1965,И.,51-512(прототип). 4 (51) .6 О 1 Р 15/12 ЛЕРОМЕТР, со-.массу, устаках качения, тель перемещений тель, о т л ичто, с целью мерения, подшивтральной оси ичной магнитной качения нодшип. гнитного матеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использо"вано для измерения угловых ускоренийподвижных объектов.Известен угловой акселерометр с 5силовым уравновешиванием и электри".ческим демпфированием, подвес инерционной массы которого выполнен наторсионе, собранном из плоских упругих пластин 1.13.Недостатком данной конструкцииакселерометра является наличие температурной погрешности, вызванной изменением механических свойствупругого подвеса. 15Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядатчик вибрации вращающегося вала,содержащий инерционную массу, установленную на подшипниках каченияпервичный преобразователь перемещения, вторичный преобразователь 2 .Действие известного датчика основано на свойстве инерционной массы,соединенной "мягкими пружинами"с вращающимся валом, не воспринимать изменений скорости вращениявала. Инерционной массой являетсямаховик, установленный на валу спомощью подшипников качения. Относительное перемещение маховика и валавоспринимает первичный преобразователь. В данном акселерометре низкаяточность измерения из-за небольшойглубины уравновешивания в связи сбольшим значением собственной частоты подвеса из-эа наличия упругойсвязи,1 О 20 25 30 Цель изобретения - повышение точности измерения путем включения упру 40 гой связи.Поставленная цель достигается .тем, что в угловом акселерометре, содержащем инерционную массу, установленную на подшипниках качения,45 первичный преобразователь перемещений, вторичный преобразователь, подшипники размещены по центральной оси многополюсной симметричной магнитной системы, причем тела качения 50 подшипников выполнены из магнитного материала.Точность прибора с силовым уравновешиванием зависит от глубины уравновешивания, которая определяется55 отношением электрической жесткости прибора к механической или отношением квадратов собственных круговых частот всего прибора и подвеса, Глубину уравновешивания желательновсемерно увеличивать. Для приборовс одинаковыми диапазонами измеренийвеличины действующего ускорения ичастотными диапазонами измеренийглубина возрастает с уменьшением .значения собственной частоты подвеса.На,фиг, изображено устройствопредлагаемого акселерометра; нафиг,2 - то же, структурная схема.Угловой акселерометр состоит изинерционной массы, включающей в себядиск 1 и ось 2. В диск 1 вмонтированы три двухсекционные обмотки 3-5,на нем закреплены три центральныхэлектрода 6 емкостного преобразователя перемещений.Ось 2 соединена с крьппками 7 и 8с помощью радиальных шариковых подшипников 9. На крышках 7 и 8 размеще-ны постоянные магнить 10 по шестьна каждой крышке. На крышке 7 такжезакреплены три пары боковых электродов 11 емкостного преобразователяперемещений и электронный блок 12вторичного преобразования, Крышки7 и 8 закреплены на корпусе 13.Магниты 1 О расположены на крышках7 и 8 с равными интервалами по ок-.ружности и образуют шесть рабочихзазоров, подшипники 9 установленыв центре крьппек 7 и 8. При установкеподшипников 9 нх шарики намагничиваются и арретируются в вертикальном и радиальном направлениях, врезультате в подшипниках 9 выбираютсялюфты, Нарики подшипников 9 занимаютотносительно магнитов 10 положение,изображенное на фиг.1, разрез В-В,в результате чего в связи оси 2 скрышками 7 и 8 возникает эффект"магнитной пружины" и диск 1 занимаетчеткое определенное положение,Акселерометр работает следующимобразом.При нейтральном положении центральных подвижных электродов 6, распо-ложенных на инерционной массе, емкости преобразователя перемещенийсбалансированы и выходной сигнал сакселерометра равен нулю,-При воздействии углового ускорения диск 1 с электродами 6 смещается,в результате чего происходит разбаланс емкостей преобразователя перемещений, Сигнал раэбаланса черезусилитель 14 и фильтр 15, расположен749 Составитель Т.Макароваа Техред С.йовжий Корректор О.Тиг П дактор 35 Тираж 897 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 13035, Москва, Ж, Р аз 1068 Подписноекомитета СССРи открытийская наб д.4/ Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,3 1138ные в электронном блоке 12, подаетсяна выход и одновременно-на обмотку5 для силового уравновешивания. Приизменении углового ускорения в обмотке 3 наводится ЭДСпропорциональная скорости смещения инерционной"массы.Напряжение ЭДС через усилитель 16подается на обмотку 4, которая является демпфирующей. 1 ОМагнитный подвес нашариковыхподшипниках работает следующимобразом.В нейтральном состоянии шарикиподшипников 9 находятся в зонах небольшого намагничивания (разрез В-В,фиг.1).При воздействии углового ускорения инерционная масса смещается,при этом шарики без проскальзывания 2 О прокатываются по внутренним и наружным кольцам подшипников, При окончании действия углового ускоренияшарики под действием магнитного полявозвращаются в нейтральное положение,при этом инерционную массу тоже возвращают в нейтральное положение,При экспериментальной проверке акселерометра, магнитная система котороговыполнена на кобальтсамариевых магнитах 10 размером,5 х 3 х 7, инерционноймассой весом 2 г и подвесом с подшипниками типа 1000901, полученасобственная частота угловых колебанийинерционной массы до 12 Гц,Предложенная магнитная пружинапри увеличении прочности подвесапозволила снизить его собственнуючастоту и тем самым повысить точность измерения.