Угловой акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 0 01 Р 15/08 ИЕ П РЕТ АВТОРСкО ВИДЕТЕЛЬСТВ ний. Если вует угло- коромысой, В.А. СоСССР76.СССР76 риборостроышение точГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится кению, Цель изобретения - по Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения угловых параметров движения,Целью изобретения является повышение точности измерения угловых ускорений.На чертеже показан общий вид устройства.Угловой акселерометр содержит инерционное тело, выполненное в виде токопроводящего коромысла 1, на концах которого размещены токопроводящие шары 2, заполненные демпфирующей жидкостью 3, например вязким машинным маслом, вазелином, жидкими клеями и т.д., что позволяет получить коэффициент восстановления после удара, близкий к нулю. Центр масс коромысла 1 закреплен в корпусе 4 на подшипниках 5 с малым коэффициентом трения. На коромысле 1 между шарами 2 и его центром, ближе к центру, размещены электрические контакты 6. В корпусе 4 закреплены основные электроды 7, 8, покрытые слоемдиэлектрика: 9, например,Ж 166355 ности измерения угловых ускорена угловой акселерометр не действое ускорение, то время поворотала 1 в одну и другую стороны одинаково, При действии углового ускорения на акселерометр, например,по часовой стрелке коромысло 1 вращается против часовой стрелки быстрее, а по часовой - медленнее, так как на коромысло 1 действуют соответственно сумма и разность двух моментов: задаваемого электростатическим полем и измеряемым ускорением. 1 ил,фторопласта, и дополнительные электроды 10, 11, установленные на упругих элементах 12, в качестве которых могут быть применены пружины.внутренняя полость корпуса 4, выполненного из диэлектрика, например стекла, вакуумирован Основные электроды 7 и дополнительные 10 подключены к одному полюсу источника 13 питания, а соответственно электроды 8 и 11 к другому полюсу. Выход регистрирующего прибора 14 соединен с коромыслом 1 и резистором 15Угловой акселерометр работает следующим образом,При включении источника 13 питания между электродами 7-8 наводится электрическое поле, под действием сил которого токопроводящие шары 2 вместе с коромыслом 1 и электрическими контактами 6 совершают угловые колебания. Например, при движении правого шара вверх, а левого вниз, т.е. при движении шаров 2 к электродам 7, электрические контакты 6 касаютсядополнительных электродов 10 и заряжают одной полярностью, например положительной, коромысло 1 и шары 2. При этом основные электроды 7, имеющие ту же полярность, отталкивают шары, замедляя их скорость, так что в момент соударения с диэлектриком 9 скорость шаров 2 становится равной нулю, что обеспечивается заполнением пустотелых шаров 2 вязкой демпфирующей жидкостью 3. После удара шары 2 отталкиваются от диэлектриков 9, электрические контакты 6 отрываются от вспомогательных электродов 10, которые упругие элементы 12 возвращают в исход ное положение, чтобы фиксировать начальный угол перемещения коромысла 1, В момент отрыва на резисторе 15 выделяется импульс тока, который регистрируется прибором 14. Далее под действием электростатического поля коромысло 1 перемещается в обратную сторону - шары 2 движутся к электродам 8. Так как внутри корпуса 4 вакуум, то только в момент касания электрических контактов 6 о вспомогательные электроды 11 на резисторе 15 появляется второй импульс тока, При наличии внутри корпуса 4 воздуха перезаряд шаров 2 происходил бы за счет пробоя при подходе контактов 6 к вспомогательным электродам. 10 или 11. Прибор 14 регистрирует только время поворота коромысла 1, далее процессы повторя ются.Таким образом, на токопроводящее коромысло 1 действует знакопеременный вращающий момент при начальной угловой скорости, равной нулю, и регистрируется время поворота коромысла 1.Если на угловой акселерометр не действует угловое ускорение, то время поворота коромысла 1 в одну и другую стороны одинаково. При действии углового ускорения на акселерометр, например, по часовой стрелке (фиг, 1) коромысло 1 будет вращаться против часовой стрелки быстрее, а по часовой - медленее, так как на коромысло 1 действует соответственно сумма и разность двух моментов: задаваемого электростатическим полем и измеряемым ускорением,Имеем два уравнения:2 р М+2 р МТ где М - момент от электростатического поля;1 - момент инерции коромысла;6 - измеряемое ускорение;5 р - угол поворота коромысла междуэлектродами 10 и 11;11 - время прохождения коромысла всторону, противоположную действию углового ускорения на корпус акселерометра;10 12 - время прохождения коромысла всторону действия углового ускорения,Из решения системы уравнений (1) получили выражение для определения углового ускорения15я1 1 ) р)б Й д с 8Т,е, реализуется абсолютный метод измерения углового ускорения.Устройство позволяет повысить точность измерения за счет постоянства угла поворота (для каждого акселерометра своя величина) и точного измерения времени, При этом при регистрации временных интервалов исключается пробой и импульс тока появляется только в момент касания вспомогательнЬх электродов, а закрепление этих электродов иа. упругих элементах исключает наклеп. Покрытие основных электродов слоем диэлектрика позволяет уменьшить межэлектродное пространство и тем самым добиться постоянства момента электростатического поля. Формула изобретения Угловой акселерометр, содержащий корпус, внутри которого закреплены инерционное тело и две пары основных электродов, системы питания и измерения выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены две пары дополнительных электродов, закрепленных к корпусу через упругие элементы, а инерционное тело выполнено. в виде токопроводящего коромысла, центр масс которого прикреплен к корпусу через подшипник, на концах которого закреплены пустотелые токопроводящие шары, заполненные демпфирующей жидкостью и установленные напротив основных электродов, на коромысле между его центром масс и шарами напротив допол-, нительных электродов расположены электрические контакты, причем основные электроды покрыты диэлектриком,Составитель Т. Макаровасивых Техред М.Моргентал Корректор Т. К едак аказ 2264 Тираж 348 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага Производстве