Акселерометр

ССЩЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИКРЕСПУБДИН 1193 (Н)А 1 01 Р .15 08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ и тЕЛьОТ(53) 531 674/24-12.88 Из ав а чес 5.пусе.пруОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕГПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 10.90. Бюл, У 37П,Демиденко, Р.Ш.Валеев,В кутов, Р,К,ГалеевИ урманов(56) Агейкин Д,И., Колосов С.П.,Удалов И,П. Руководство по проектированию элементов автоматики. М,:Оборонгиз, 1957. с. 69-80.Пельпор Д.С, и др, Гироскопические приборы систем ориентации и стабилизации, М,; Машиностроеьпле, 1977,с.131,, (54) АКСЕЛЕРОМЕТР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольобретение относится к измерительнои технике и может быть исполь зовано для измерений в системах упр ления подвижных объектов, работа ющих в широком диапазоне частот.Цель изобретения - повышение точ ности и расширение диапазона рабочи ч стот акселерометра.На Фиг, 1 пред:.тавлен предиагаемь акселерометр; на Фиг. 2 - электр кая схема преобразователя перемещения в электрический сигнал,Акселерометр состоит из корпуса инерционного элемента 2, упругого подвеса 3, двух пар обмоток 4 и Упругий подвес 3 закреплен в кор Инерционный элемент 2 соединен у гим иодвесом 3 с корпусом 1, Пары о 2зовано для измерения ускорений в сйстемах управления, работающих в широком диапазоне частот, Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона рабочих частот акселерометра, При действии ускорения инерционный элемент перемещается и изменяется воздушный зазор. Там, где воздушный зазор уменьшается, увеличиваются индуктивности одной пары обмоток, а индуктивности другой пары обмоток уменьшаются, Напряжение, снимаемое с индуктивностей Ьи Ь, суммируется в настроенном в резонанс ЬС-Фильтре, и на выходе последнего результирующее напряжение пропорционально величине перемещения инерционного элемента. 2 ил. моток 4 и 5 идентичны, размещены внутри корпуса симметрично относительноего поперечной оси, Оси обмоток совпадают с измерительной осью инерционного элемента, которая является одновременно продольной осью корпуса,Между обмотками и инерционным эле- СвЛментом имеются воздушные зазоры,Преобразователь состоит из двухпар индуктивностей Ь и Ь , двух емкостей С и С и ЬС-Фильтра 6,Устройство работает следующим образом викинПри перемещении акселерометра с ускорением вдоль измерительной оси 00инерционный элемент 2 отклоняетсявдоль этой же оси от начального положения, При этом изменяются величины.воздупых зазоров между инерционнымэлементом и парая обмоток 4.и 5, чтоприводит к.изменению индуктивностей;обмЬток,входящих в преобразовательпереиещеия,Принцип работы преобразователя заклточается в следующем.Напряжение переменного тока от источика.питания передается на плечомоста - емкость С 1. Мост и 1 С-Фльтр.индуктивность обмотки определяетсявыражением к15ече А (1)К+К ф,где К,1, К, К - постоянные, зависящие от параметровобмотки; 200(, " величина, воздушногозазора, т. е в дан-.ном случае величинаперемещения инерционного элемента 25вдоль оси 00 (сосвоттм зтаком) еИз расчета мостовой схемы следует,что если индуктивности Ь 1 и 1 измеяются по закону (1) при изменении ф Э 0настройка моста в резонанс не нарушается.При изменении воздушного зазора, финдуктивности одной пары обтоток там,где воздушный зазор уменьшился, уве 35личиваются, а индуктпвности другойпары обмоток - уменьшаются. Напряже"ние, снимаемое с индуктивностей 1Ь сумитруется в настроенном в резонанс ЬС-Фильтре, и на выкоде последнего результирутощее напряжение пропорционально величине перемещенияинерционного элемента птю влиятптя сопротивления нагрузкина точность измерения,Как показывает практика, йотериконденсаторов очень малы (например,конденсаторы на высокочастотной изо"ляционной керамике имеют тангенс угла потерь порядка 10 ) и не оказываютпрактически влияния на,точность работы схемы,Точность работы преобразователязависит от добротности индуктивноатей; Из расчета электрической схемы(Фиг. 2) следует, что погрешность измерения 5(, связанная с добротностьюЯ обмотки, определяется по Формуле где К - постоянная, зависящая от параметров схемы,В реальных схемах 1(К 10. Следовательно,-при Я 200имеет порядоксотых долей процента.Остальные погрешности, связанныес наличием сопротивления нагрузки,влиянием шунтирующих сопротивлений ит.д., в сумме не превосходит погрешности ДРасчеты показывают, что оптимальый диапазон рабочих частот схем такого типа находится в пределах сотенкилогерц, Следовательно, акселерометр целесообразно использовать всистемах управления, работающих навысоких частотах,Таким обр "и, использование резонансного принципа расширяет диапазонрабочттх частот, уменьшает погрешностиизмерения, обусловленные сопротивлением нарузки, потерями в сердечникаи т,д., уменьшает необходимую мощность источника питания.45 где К - постоянная, зависящая от конструктивтых параметров скетьт.Преобразователь, выполненный на резонансном принципе обладает всеми преимуществами, присущими резонан сным схемам,Расчет показывает, что входное сопротивление резонансного моста близко к бесконечности, а выходное сопротивление равно нулю, что позво 55 ляет использовать преобразователь как согласующий элемент, приводит к уменьшению потребления энергии и уменьше" Формула изобретенияАкселерометр, содержащий корпус, в кстаром ла упругом подвесе закреплен тттер;тип ттый элемент, преобразователь ттеремещеи инерционного элемента в электрический сигнал, состоящий из четырех обмоток и двух емкостей, выполненных по мостовой резонансной схеме, ч источник питания, о т л и ч а- О щ и й с я тем, что, с целью расБЫ- режа диапазона частот и повышения точности измерения, и него введен ЬС-Фильтр, при э то м преобразователь перемещения выполнен в виде двух пар обмоток инцуктивттостей. размещенных1597735внутри корпуса симметрично относи- чевы в диагонали моста, двумя другимительно его поперечной оси, причем ось плечами которогоо являются емкости,ой осью одна иэ которых соединена с иеточнинамотки совпадает с иэмерительнои осьюя а гая с ЬС-ф ьтром,а апе выеобмотки 5 ком питания, а другая с ильинерционного элемента, а рвыход которого явл яется выходом уст-каждрй пары образуют противоположные плечи моста, вторые обмотки вклю- ройства,2 оставитель Т,Макароваехред М.Моргентал Корректор М. Шарош.Петрупева едак Тираж 451 рственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская нПодписноткрытиям п Заказ 4195 БНИИПИ Гос ГКНТ СССРр дПроизводственно-издательский комбинат Патент", г.ужг р д, у1У о о л. Гагарина, 101