Способ градуировки вертикальных акселерометров

СОЮЗ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИК(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ И ТЕЛЬСТВ ме и осу тения вки с иксир алых я измеренияравочник,/-М,; Машим уменье граду ляющих,о СССР 00, 984, Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А 8 ТОРСКОМУ 4414554 /24-1021.04,8807.06.90, Бюл. Р 21(57) Изобретение относится к тельной технике, Целью изобр является обеспечение градуир высокой точностью при малых ф ванных углах отклонения и м нях входных воздействий путе шения в результирующем сигнал ируемого акселерометра со569729 обусловленных фоновыми вертикальнымивибрационными шумами. Это достигаетсятем, что градуировку проводят, вычитая из выходного напряжения градуируемого акселерометра 4 выходное напряжейие с самоориентирующегося акселерометра 5, не чувствительного к поворотам вокруг своего центра масс.Вибрационный коэффициент преобраэования самоориентирующегося акселерометИзобретение относится к измерительной технике, в частности к методам иСредствам аттестации и градуировкинизкочатотных высокочувствительныхвертикальных акселерометров. 20Целью изобретения является повышение точности градуировки путем уменьшения в результирующем сигнале градуируемого акселерометра составляющих, обусловленных фоновыми вертикальными вибрационными шумами.На чертеже приведена блок-схемаустройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство состоит из каркаса 1, в 30котором размещена рабочая платформа 2с горизонтальной осью 3 колебаний.На платформе 2.размещены градуируемый акселерометр 4 так, что его измерительная ось располагается перпендикулярно оси 3, и самоориентирующийсявертикальный акселерометр 5,не чувст,вительный к поворотам вокруг оси 3.Причем самоориентирующийся акселерометр 5 размещен так, что центр масс 40его чувствительного элемента находимна оси 3 колебаний платформы 2. Ориентация платформы 2, т.е. поворотее на фиксированный угол, и гармонические колебания вокруг оси 3 обеспечиваются путем подачи соответствую-.щего входного напряжения на катушку 6возбуждения, магнитное поле которой,взаимодействуя с сердечником 7, вызывает его перемещение вдоль оси катушки 6, а следовательно, и поворотплатФормы 2, с которой он связан посредством штока 8. Шток 8 связан также через пружину 9, с каркасом 1 иснабжен измерителем 10 углов, регист 55рирующим отклонения штока 8, а следовательно, и измерительной оси градуируемого акселерометра 4 от вертикали 11,ра предварительно нормируют по градупруемому, Оба акселерометра закрепляют на одной поворотной платформе 2с горизонтальной осью 3 колебаниЯ,проходящей через центр масс самоориентирующегося акселерометра 5, Градуировка вертикальных акселерометровпроисходит путем задания угловых колебаний его измерительной оси.з.п.ф-лы, 1 ил. Выходы градуировочного 4 и самоориентирующегося 5 акселерометровподключены к прямому и инвертирующему входам дифференциального усилителя 12. Причем канал самоориентирующегося акселерометра 5 снабжен регулятором 13 коэффициента усиления, Выход усилителя 12 подключен к входуизмерителя 4 напряжений. Каркас 1размещен на вибраторе 15, способномзадавать ему вертикальные колебанияна частоте градуировки акселерометра 4,П р и м е р, После размещения наплатформе 2 градуируемого 4 и самоориентирующегося 5 акселерометровее отклоняют на фиксированный уголо(,подавая в катушку 6 соответствующеепостоянное напряжение. Затем с помощью вибратора 15 задают каркасу 1,а слецовательно, и платформе 2 сакселераторами 4 и 5 вертикальные колебания на частоте градуировки. Приэтом на выходах акселерометров 4и 5 появляются электрические сигналы,поступающие на входы дифференциального усилителя 12. Регулируя коэффициент усиления у самоориентирующегосяакселерометра 5 с помощью регулятора 13, добиваются равенства выходного напряжения у него и градуируемогоакселерометра 4, контролируя напряжение на выходе дифференциального усилителя 12 (подстраивая регулятор 13и наблюдая значение напряжения навыходе усилителя 12 с помощью измерителя 14, добиваются его минимальногозначения). Затем отключают вибратор 15 и задают рабочей платформе 2угловые колебаний вокруг оси 3, подавая переменное напряжение в катушку 6.Одновременно проводят измерения амплитуды угловых колебаний платформы 2 с помощью измерителя 10 углов и55 где я 5 15697 разности выходных напряжений с градуируемого 4 и самоориентирующегося 5 акселерометров с помощью измерителя 14 напряжения. Благодаря включению в измерительную схему самоориентирующегося вертикального акселерометра 5, выходной сигнал с которого определяется только вертикально направленными виброколебаниями, а наклоны около центра масс его чувствительного элемента не вызывают генерации электрических сигналов, результирующий выходной сигнал с усилителя 12 очищается от составляющих, обусловленных фоновыми вертикальными вибрациями, т.е. из выходного напряжения градуируемого акселерометра 4 при угловых колебаниях платформы 2, воспринимающего как параэитные вертикальные виб рации, так и градуировочные угловые колебания, вычитают сигнал с само- ориентирующегося акселерометра 5, который воспринимает только паразит. - . ные вертикальные вибрации, причем 25 уровень его выходного напряжения от этих воздействий равен уровню вибрационной составляющей, наводимой на градуировочном акселерометре. Благо-. даря вычитанию вибрационной составля ющей в результирующем сигнале (на выходе усилителя 12) присутствует только информацияо градуировочныхвоздействиях.Это позволяет снижать уровни входных градуировочных воздействий до требуемых значений, при этом погрешность измерения выходного сигнала, очищенного от неинформативных составляющих, не возрастает, следовательно,40 не возрастет и погрешность градуировИспользуя измеренное значение разности выходных напряжений с акселерометров 4 и 5, определяют коэффициенты продольного К и поперечного К преп образования градуируемого акселерометра. Для чего разностный выходной сигнал с усилителя 12 подвергают спектральному разложению и по значениям уровней первй и второй гармоник определяют К и Ки из выражений- ускорение свободного падения; первоначальный угол отклоне.ния измерительной оси акселерометра от вертикали;амплитуда угловых колебаний платформы;амплитуды первой и второйгармоник напряжения навыходе дифференциальногоусилителя соответственно. формула изобретения 1, Способ градуировки вертикальных акселерометров, заключающийся в том, что градуируемый акселерометр размещают на рабочей платформе с горизонтальной осью угловых колебаний, измерительную ось градуируемого акселерометра ориентируют перпендикулярно оси угловых колебаний платформы, затем отклоняют измерительную ось градуируемого акселерометра от вертикали на фиксированный угол и задают градуируемому акселераметру входной сигнал. путем гармоническогого изменения ориентации его измерительной оси относительно вектора гравитационного поля при колебаниях рабочей платформы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности градуировки путем уменьшения в результирующем сигнале градуируемого акселе-рометра составляющих, обусловленных фоновыми вертикальными вибрационнымишумами перед заданием градуируемомуЭ акселероме тру, входного сигнала на рабочей платформе дополнительно размещают самоориентирующийся вертикальный ак селе роме тр с центром масс чувствительного элемента , расположенным н а о си угловых колебаний платформы , задают платформе вертикальные колебания н а частоте гр адуировки, регулируя при этом коэффициент преобразования по каналу с амо о риентирующегося акс елероме тра, добиваются рав енс тва выходных напряжений у г радуируемого и самоориентирующе го с я акселе рометров , после чего отключают вертик гльные колебаний, а затем измеряют разность выходных напряжений с ак селероме тров и по не й определяют ко эффициент преобразования градуируемо го ак селероме тр а .2 . Способ по и , 1 , о т л и ч а ю - щ и й с я тем , что величины фик сиров анно го угла отклонения и амплитуды гармонических угловых колебаний не превышают 0, 1 рад .