Способ измерения ускорений и устройство для его осуществления

(54) С УСТРОЙ (57) И ритель зовано движен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГННТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский государственный университет(56) Авторское свидетельство СССР У 901914, кл. С 01 Р 15/08, 1980.Дубовский В.Б. Измерение низкочастотных ускорений. - М.: Наука. 1981, с. 79. ПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЙ ИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯзобретение относится к изменой технике и может быть испольдля определения параметровия различных объектов. Целью иэобретения является повьппение чувствительности и термостабильности уст-,.ройства для измерения ускорений. Устройство содержитцмост, два плеча которого составляют емкостные датчикиперемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждается гене"ратором синусоидального напряжения 1,настраиваемого в резонанс с одной изветвей моста. В устройстве настройка обеспечивается положительной обратной связью через одно из плечмоста. Напряжение, пропорциональноеускорению, снимается с диагоналимоста на дифференциальный усилитель1 О. Термостабильность устройства достигается использованием в качествеиндуктивных элементов 4 и 5 пьезо"кварцевых резонаторов, 2 с, и 1 з.п.ф-лы 1 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметровдвижения различных объектов.51 ель изобретения - повьппение чунсвительности, и термостабильностипри измерении ускорений.На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ измерения.ускорений,Устройство содержит генератор 1синусоидального напряжения, мост, дваплеча которого составляют последовательные резонансные контуры, состоящие из емкостных датчиков 2 и 3 перемещения, индуктивных элементов 4и 5 и резисторов 6 и 7. Два другихплеча моста образуют резисторы 8 и 9.Генераторсинусондального напряжения подключен своим выходом кдиагонали моста, обозначенной буквами А и В. К резистору 8 подключенвход генератора 1 так, чтобы обеспечить положительную обратную связь 25генератора через ветвь моста, содержащую емкостный датчик 2, индуктивныйэлемент 4 и резисторы 6 и 8, Напряжение разбаланса моста снимается сдиагонали 0-Е на вход дифференциального усилителя 10.Емкостиые датчики 2 и 3 перемещений могут быть выполнены в виде дифференциального конденсатора с подвижной общей пластиной.Измерение ускорений произнодитсяследующим образом,При отсутствии ускорения емкостных датчиков 2 и 3 перемещения равны между собой и напряжение в диагонали О-Е равно нулю.При действии ускорения емкостиемкостных датчиков 2 и 3 изменяютсятак, что одна иэ них увеличивается,а другая уменьшается. Частота генератора 1 синусоидального напряженияустанавливается так, что она совпадает с собственной частотой колебательного контура одной иэ ветвеймоста, состоящей иэ емкостного датчика 2, индуктивного элемента 4 резисторов 6 и 8. В устройстве настройка генератора 1 в резонанс с колебательным контуром обеспечиваетсяположительной обратной связью по току колебательного контура через резистор 8.Другая ветвь моста оказываетсяна склоне резонансной частотной характеристики. Такая расстройка второго контура наряду с расбалансиронкой моста от изменения емкостей емкостных датчиков 2 и 3 обеспечивает более высокое напряжение расбаланса моста характеризующее величину измеряемого ускорения. Это напряжение усиливается дифференциальным усилителем 1 О.Для случая равенства емкостей емкостнлх датчиков 2 и 3 и их изменения при действии ускорения напряжение расбаланса моста в диагонали Р-Е определяется ныражением3 СДИ = Ь 0,Сгде 311 - напряжение расбаланса вдиагонали моста; напряжение на выходе генератора синусоидальногонапряжения;0 - добротность псследонательного резонансного контура; С - емкость каждого плеча датчика перемещения;ДС - изменение емкостей под действием ускорения. В устройстве нестабильность частсты генератора не влияет на чунстни ельность устройства, так какч .стота генератора 1 определяетсяпараме грами одной из ветвей моста,обеспечивая ее работу в режиме резонанса,Использование в качестве индуктивнлх элементов 4 и 5 устройства пьезокварцевых резонаторов. характеризующихся высокой температурной стабильностью, обеспечивает высокую термостабильность и всего устройства.Формула и э о б р е т е н и я1. Способ измерения ускорений,заключающийся в том, что возбуждаютмост с двумя емкостными датчиками перемещения в его плечах синуссидальным напряжением и измеряют напряжения расбаланса моста, о т л и ч а ющ и й с я тем что, с целью повышения чувствительности, частоту синусоидального напряжения устанавливают равной резонансной частоте одной из ветвей моста,2, Устройство для измерения уско- рений, содержащее мост с двумя емкостными датчиками и соединенными по492290 Составитель Г,ГруздевРедактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк Заказ 3871/47 Тираж 789 ПодписноеЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5,роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород; ул. Гагарина, 101 следовательно с ними индуктивнымиэлементами в двух плечах моста и реэисторами в двух других его плечах,генератор синусоидального напряжения, подключенный своим выходом кодной иэ диагоналей моста и измеритель напряжения расбаланса моста,подключенный к другой его диагонали,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что одно иэ плеч моста с резистором подключено к входу генератора синусоидального напряжения для образования 5положительной обратной связи.3. Устройство по п.2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термостабильности, в качестве индуктивных элементов исполь 1 р эованы пьезокварцевые резонаторы.