Способ измерения ускорения

(51) ОСУДАР СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС 6 льство СС 5/10, 1981 льсто ССС 5/12, 1978 СКОРЕНИЯ измерительно ого ускорения еталлической ого элемента стягивающих(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ У (57) Изобретение относится к технике. При наличии линейн 9 происходит деформация м проволоки(тензочувствитель 1 из-за возникших в ней р внутренних напряжении. В результате перераспределения электрического сопротивления по длине тензочувствительнаго элемента 1 происходит разбаланс мостаи в диагонали последнего появляется электрический ток, измеряемый прибором 9, Расширение динамического диапазона измеряемых ускорений достигается путем изменения величины рабочего электрического тока, протекающего через элемент 1,с помощью переменного резистора 10, При пропускании тока металлическая проволока разогревается и изменяет свои прочность и упругость, что приводит к увеличению динамического диапазона измеряемых ускорений и чувствительности. 1 ил.Изобретение относится к измерительной техйике и может быть использовано для измерения линейных ускорений и вибраций в широком диапазоне, для юстировки и настройки акселерометров. Целью изобретения является увеличение диапазона измеряемых ускорений ичувствительности.На чертеже показан акселерометр, реализующий предложенный способ.Металлическая проволока, натянутаякак струна тензочувствительный элемент)междудвух опор - электрических выводов 2и 3, находится в баллоне 4, изолирующемдатчик от влияния внешней среды, Из середины металлической проволоки от точки Асделан электрический отвод 5 проволокойдиаметром, меньшим диаметра проволоки 1.Второй конец проволоки-отвода 5 прикреплен к опоре - электрическому выводу 6. Схема включения датчика содержит дварезистора 7 и 8, являющихся вместе с соответствующими половинами тензочувствительного элемента 1 плечамиэлектрического моста, в одну из диагоналейкоторого включен измерительный прибор 9,Мост запитывается от источника электрического тока ИП через переменный резистор10,Способ с помощью данного акселерометра реализуется следующим образом напримере измерения ускорения свободногопадения 9),При наличии линейного ускорения 9 (показанного стрелкой) происходит деформация проволоки ввиду возникающих в нейвследствие собственной инерционной массы) растягивающих внутренних напряжений. Эти напряжения по длине проволокинеравномерны - наибольшего значения(равного отношению произведения массапроволоки на ускорение к поперечному сечению проволоки) они достигают в верхнейчасти проволоки 1, а в нижней ее части этинапряжения равны нулю, Соответственноточка А, являющаяся серединой тензочувствительного элемента 1, ввиду неравномерного растяжения проволоки поддействием указанных напряжений смещается вниз, В результате происходит перераспределение электрического сопротивления по длине тензочувствительногоэлемента 1, соответственно происходитразбаланс моста и в диагонали последнегопоявляется электрический ток, измеряемыйприбором 9, Величина и направление этогоизмеряемого тока соответствуют величинеи направлению приложенного ускорения. Расширение динамического диапазонаизмеряемых ускорений и изменение чувствительности акселерометра достигается путем изменения величины рабочего 5 электрического тока, протекающего черезпроволоку 1 с помощью переменного резистора 10. При пропускании электрического тока металлическая проволока разогревается и изменяет свою прочность и упругость, 10 что и приводит к изменению динамическогодиапазона измеряемых ускорений (как изменение упругих свойств тензочувствительного элемента) и чувствительности акселерометра.15Динамический диапазон измеряемыхускорений ограничен сверху пределом упругости материала проволочки, который и ре 20 гулируется изменением температуры;( еЯамах = )где амах - верхнийпредел измеряемых ускорений;25 сту - -- 0,9 сгт - предел упругости материала проволоки - тензодатчика ( функция температуры );от - предел текучести материала проволоки-тензодатчика;З 0 Я - площадь поперечного сечения проволоки-тензодатчика;а - масса проволоки-тензодатчика,Так, например. при изменении температуры от 15 до 1100 ОС вязкость меди (величина,35 по определению обратная текучести материала) изменяется от 4,83 10 кГ мыс) до 3,33 хх 10 кГ (м с),Снизу динамический диапазон ограничивается шумами как самого тензочувстви 40 тельного элемента, так и электрическойсхемы, Величина этих шумов зависит от режима работы датчика акселерометра (тепловой шум, токовыйшум и т,д.).При испытаниях макета акселерометра45 тензочувствительный элемент: медная проволока, 0 0,08 мм, длина 100 мм) с изменением напряжения питания тензочувствительного элемента от 1 до 6 Вчувствительность акселерометра вследст 50 вие разогрева проволоки датчика изменялась от 1,0 до 0,01 В/9, где 9 = 9,81 м/с(ускорение свободного падения). Формула изобретения55Способ измерения ускорения путем измерения изменения сопоотивления тензочувствительного элемента, пропорционального действующему ускорению, отличающийся тем,что,сцелью( Заказ 2264 Тираж 345 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 увеличения диапазона измеряемых ускоре- натянутый между двумя электрическими выний и чувствительности, тензочувствитель- водами, разогревают путем пропускания ченый элемент, выполненный из проволоки и рез него тока от регулируемого источника.