Способ определения ускорения

(51)5 Гь 01 Р 15 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м ханик 1987,Ги Новос(х ние ускорений 1966, с11 -киб тель точи ряют чувс(21) (22) (46) (72) (53) (56) 4476584/24-1027,05.8807. 10,90. Бюл. М 37В,Н,Умников и ИА,Бугаков531.768 (088.8)Ишлинский А,В, Классическаа и силы инерции. И.: Наукс. 124-127,Л.Д. Измереирск: Наука СПОГОБ ОПРЕДЕЛ Изобретение от ой технике. С сти определен время прохожде вительным элеме ЕНИЯ УСКОРЕНИЯ носится к измериелью повьппения ия ускорения измения свободным нтом 2 расстояния между двумя задаваемыми текущими ко динатами чувствительного элемента, в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определяю ускорение из соотношения ы 6 Г + х)1 где 73время прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текугдии координатами чувствительного элемента;хх- задаваемые текущие координаты чувстви тельного элемента; 1 - интеграл от пе ремещения чувствительного элемента за время . 2 ил.Изобретение относится к инерционнойизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения ускорения подвижных объектов различногоназначения,Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет исключениявлияния начальных условий на результат измерений. 10На Фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемыйспособ; на Фиг. 2 - траектория движения его чувствительного элемента(ЧЭ) .15Устройство состоит из механического модуля и электронного блока(Фиг. 1). Иеханический модуль содержит корпус 1 с вакуумированным гермообъемом: ЧЭ 2 в виде плоской проводящей Ферромагнитной пластины, закрепленной с одной стороны токопроводящей оси вращения; статорные электроды 3 дифференциального емкостного датчика перемещения, размещенные на 25внутренних верхней и нижней торцовыхповерхностях термообъема; электромагнит 4, Электронньп блок содержитдва автогенератора (А 1) 5 и 6, входыкоторых подсоединены к соответствующим электродам емкостного датчика,в выходы .подсоединены к смесителюФильтру 7, йьход которого через детектор 8 и Формирователь 9 одиночных импульсов (ФОИ) подсоединен ксчетному триггеру (Т) 10. Выход триггера 10 подсоединен, во-первых,куправляющему входу ключа 11, черезкоторьп 1 источник 12 питания (ИП)подключен к обмотке 4 электромагнита,во вторых, к инвертору 13.40Электронный блок также содержитсхему И 14, кварцевый генератор 15и схему И 16. Первые входы схем 14и 16 соединены с выходами смесителяФильтра 7 и кварцевого генератора4515 соответственно, Выходы схем 14 и16 соединены,с входами первого 17 ивторого 18 счетчика соответственно,выходы которых соединены со спецвычислителем 19, Выход инвертора 13 сое динен с первым входом схемы 20, вы,ход которой соединен с вторыми входами схем И 14 и 16.Кварцевый генератор 15 через делитель 21 частоты соединен с вторымвходом частотного компаратора 22,первый вход которого соединен с выходом смесителя-Фильтра 7, а выход соединен со счетным триггером 23,выход которого соединен со вторымвходом схемы 20,Устройство работает следующимобразом.До включения питания ЧЭ 2 находится на нижнем электроде емкостногодатчика. С включением питания навыходе триггеров 10 и 23 появляетсяединичньп сигнал, Ключ 11 открывается и источник 12 питания подсоединяется к обмотке электромагнита 4.ЧЭ 2 подтягивается к верхней крьппке гермообъема (в исходное положение).С выхода смесителя-Фильтра 7 текущаяразностная частота, соответствующаятекущему положению ЧЭ 2, поступаетна первый вход частотного компаратора 22. На второй вход частотногокомпаратора 22 поступает с делителя частоты 21 частота, соответствующаяуровню х (Фиг.,2) Присравнении частот, т.е, при пересечении ЧЭ уровнях 1,на выходе ЧК 22 Формируется импульс, перебрасывающий триггер 23 внулевое состояние, При касании ЧЭ2 верхнего электрода 3 емкостногодатчика колебания первого А 1 5 срываются, на выходе смесителя-Фильтра7 и соответственно детектора 8 появляется нулевой сигнал. При перепадес единичного на нулевой сигнал вФОИ 9 Формируется импульс, перебрасывающий триггер 10, При этом ключ 11закрывается, обмотка электромагнита4 обесточивается и ЧЭ 2 начинаетсвободное движение от верхней к нижнейкрышке гермообъема, Одновременно сэтим единичный сигнал с инвертора18 поступает на первый вход схемыИ 20, При пересечении ЧЭ 2 уровняХ (Фиг. 1) в ЧК 22 вновь Формируется импульс, перебрасывающий триггер23, Уровень х, располагается от верхней крьппки гермообъема на расстояниидЬ, Величина ДЬ выбирается такой,чтобы до момента прихода ЧЭ к этомууровню переходные процессы в цепизакончились. Единичный сигнал с выхсда триггера 23 через открытую по первому входу схему И 20 поступает напервые входы схем И 14 и 16, Черезвторой вход схемы И 14 в счетчик17 поступают импульсы разностной частоты, формируя интеграл 3 (Фиг,2),а через второй вход схемы И 16 всчетчик 18 поступают импульсь эталонной частоты от кварцевого генераторагде 5 15915, Формируя интервал . При касанииЧЭ 2 нижнего электрода в ФОИ 9 Формируется импульс, перебрасывающийтриггер 10 в единичное состояние,При этом схема И 20 закрывается и Аорлмирование интеграла 1 и интервала спрекращается (Фиг, 2),Одновременно с этим открывается ключ 11, обеспечивая подключение источника 12 питания к обмотке электро - магнита 4Далее цикл работы повторяется, В спецвычислителе 21 реализуется алгоритм 6 Г (х + х 2) - 211Хл э где и - определяемое ускорение;Г - время прохождения свободнымчувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатамичувствительного элемента; Х Х - задаваемые текущие координа 1 ф 2ты чувствительного элемента; 1 - интеграл от перемещениячувствительного элемента залвремя 7734 6Формула изобретенияСпособ определения ускорения, заключающийся в том, что приводят чувствительный элемент в исходное по отношению к корпусу прибора положение спомощью управляющего воздействия,снимают управляющее воздействие, измеряют время прохождения свободным 10чувствительным элементом расстояния;между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента и вы, числяют измеряемое ускорение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью 15 повьппения точности, дополнительно впроцессе движения чувствительногоэлемента преобразуют его текущееположение в электрический сигнал,интегрируют этот сигнал и определя ют ускорение ю из соотнопения 6 (х+ х;) - 21лЗвремя прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента; задаваемые текущие координаты чувствительного элемента;интеграл от перемещения чувствительного элемента за вре- л