Способ определения амплитудно-частотной характеристики акселерометра

(9) (11 РЕСПУБЛИК 51) С 01 Р 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и нулевом выходе. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССГК) ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП(56) 1. Синельников А;Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Ме- .тоды и срецства поверки и градуировки. М., Изд-во стандартов, 1979,. с 70.2. Авторское свидетельство СССРВ 731383, кл. С 01 Р 21/001980 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКСЕ. ЛЕРОМЕТРА, включающий воспроизведе- . ние линейных гармонических ускорений путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитационном поле Земли с заданной частотой и амплитудой, измерение амплитуд выходкого сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление :поправки к ускорению и амплитудно- частотной характеристики, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цепью повьппения точности, предварительно изменяют частоту колебаний акселер метра, фиксируют величину частоты, при которой значение выходного гармонического сигнала акселеромет ра обращается в нуль; а расстояниемежду осью угловых колебаний и центром чувствительного элемента акселерометра, от которого зависит поправка, вычисляют по формулеЧ3276 Ъ о То 4 о35 Учитывая, что выходной сигнал фО акселерометра пропорционален воздействующему ускорению, достаточнозафиксировать значение частоты м)опри котором выходной сигнал акселерометра обращается в нулЬ..Затем АЧХ Н Я) определяют какотношение амплитуд выходного сигнала акселерометра 01 п и воздействующего ускорения, вычисляемого по фор.муле (1) при различных значениях 50 ,частот колебаний116Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в средствах поверки иградуировки линейных акселерометров.Известны способы определения амплитудно-частотной характеристики(АЧХ) акселерометров с применением вращающихся, либо качающихсяв гравитационном поле Земли платформ 113.Недостатком этих способов является наличие погрешности определения АЧХ из-за. неточного знания положения центра масс чувствительногоэлемента акселерометра.Известен способ определения АЧХакселерометра, включающий воспроизведение линейных гармонических ус. корений путем задания угловых колебаний акселерометру в гравитацион,ном поле Земли с заданной частотойи амплитудой, измерение амплитудвыходного сигнала акселерометра иугловых колебаний, вычисление поправки к ускорению и АЧХ Г 23Нри применении этого способавозникает существенная погрешностьиз-за неточного знания расстояниямежду осью колебаний и центром массчувствительного элемента акселерометра (эквивалентно величине К + г в123) из-за большой погрешности ука"зания положения центра масс в технической документации на акселерометр,Целью изобретения является повышение точности определения АЧХ.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определенияАЧХ акселерометра, включающемувоспроизведение линейных гармоничес. ких ускорений путем задания угловыхколебаний акселерометру в гравитационном поле Земли с заданной частотой и амплитудой, измерение амплитуд выходного сигнала акселерометра и угловых колебаний, вычисление поправки к ускорению и амплитудно-частотной характеристики,предварительно изменяют частоту колебанийакселерометра, фиксируют величинучастоты, при которой значение выходного гармонического сигнала акселерометра обращается в нуль, а расстояние 1 между осью угловых колебанийи центром чувствительного элементаакселерометра, от которого зависитпоправка, вычисляют по формуле где ф - ускорение свободного падения,о 3 . - частота при нулевом выходном сигнале.На акселерометр, качающийся в гравитационном поле Земли, действует ускорение с амплитудой(1)ап=фЕ,-т, 3 Е, И где Ч - амплитуда угловых колебаний.Из формулы (1) следует, что воздействующее на акселерометр ускорениесостоит из двух составляющих: пропорциональной углу колебаний акселерометра и зависящей от частоты колеба. ний и величины Г,.Первая составляющая известна,так как известна амплитуда угловыхколебаний, Вторая составляющая должна быть вычислена в виде поправки,для вычисления которой необходимознать частоту колебаний и величину 1, Частота колебаний обычно известна с высокой степенью точности,авеличина Е требует уточнения.Если предварительно плавно изменять частоту оЗ и зафиксироватьвеличину частоты о) при которойзначение воздействующего ускорения обращается в нуль, то из формулы (1) получим(3)фЧ оНа чертеже приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит горизонтальную платформу 1, на которую устаз 1 навливается акселерометр 2, преобразователь 3 угла, привод 4 платформы, блок управления (БУ) 5, измерительно-вычислительную систему (ИВС) 6.Выходы акселерометра. 2 и преобразователя 3 угла подключены к входам ИВС. 6, а выходы ИВС 6 и БУ 5 . - к входам БУ 5 и привода 4 соответственно.Устройство работает следующим образом.Предварительно ИВС 6 выдает в БУ 5 команды, по. которым плавно изменяется частота угловых колебаний акселерометра 2, и одновременно измеряет значение гармонического выходного сигнала акселерометра 2. В момент равенства гармонического выходного сигнала акселерометра 2 нулю ИВС фиксирует значение.час 163276 С = - -. За 8отем ИВС выдает команды, по которымустанавливается определенное значе. -Т. Макароваичнак Кор ставнтел хред Т.Ду Редактор А. Са ор О. Тиго аказ 4 100/45 Тираж 897 ВНИИПИ Государст по делам изобр 3035, Москва, В Под исноенного комитета СССтений и открытий5, Раушская наб., д 4/ П "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,илиа тоты с )р и вычисляет ние частоты и амплитуды колебаний,измеряет амплитуды выходного сигнала акселерометра 2 и угловых колебаний, вычисляет поправку к ускоре нию Р )фС и АЧХНЬ =Применение предлагаемого способапозволит реализовать установку дляградуировки акселерометров с малым 1 О диапазоном измеряемого ускорения(ф 10м/с) в широком диапазонечастот ( 10-5 Гц) с погрешностьюпорядка О. Без исключения погрешности возникающей из-за неточного 15знания расстояния между осью колебаний и центром масс чувствительного элемента акселерометра, осуществить градуировку с указаннойпогрешностью не представляется возможным.Существующие установки, основанные на применении вращающихся платформ и вибраторов, не обеспечивают 25воспроизведения ускорений в требуемом диапазоне частот и амплитуд.