Акселерометр

(5)5 ТЕНИЯАВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ ри- вы 4 Од О ОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТ О ИЗО 6 РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ(57) Изобретение относится к точномуборостроению, Цель изобретения шение точности измерения кажущегося ускорения эа счет повышения стабильности масштабного коэффициента, Герметичный цилиндрический корпус 2 разделен на две части эластичной перегородкой 4, при этом первая часть гермообьема с инерционной массой заполнена легколетучей жидкостью, а вторая часть - газом под давлением. При действии ускорения Юх на ось х чувствительности инерционная масса движется относительно цилиндрического корпуса 2 и ее перемещение фиксируется датчиком положения. 1 ил.Изобретение относится к точному приборостроению и, в частности может быть использовано для измерения механических параметров движения объекта.Цель изобретения - повышение точности измерения,На чертеже изображен акселерометр, На чертеже обозначены легколетучая жидкость 1, цилиндрический корпус 2, инерционная масса 3, эластичная перегородка 4 и газовая среда 5 под давлением.Акселерометр содержит герметичный цилиндрический корпус 2, гермообъем которого разделен на две части эластичной перегородкой 4, Рабочая (первая) часть гермообъема заполнена легколетучей жидкостью 1 (например, фреоном, смесью легколетучих углеводородов, способных сжиматься под давлением в интервале эксплуатационных температур), и в ней размещена инерционная масса 3, вторая часть гермообъема заполнена газом под давлением 5.Принцип работы акселерометра заключается в движении инерционной массы 3 относительно цилиндрического корпуса 2 под действием проекции кажущегося ускорения Ю/, на ось х чувствительности и наблюдении движения инерционной массы 3 посредством датчика перемещения (не показан), жестко закрепленного на цилиндрическом корпусе 2. Датчик, преобразовывающий положение инерционной массы относительно цилиндрического корпуса 2, может быть любого типа, например индукционным, емкостным, резистивным и т. д. Перед началом процесса измерения кажущегося ускОрения инерционная масса в зависимости от способа измерения кажущегося ускорения должна быть приведена в одно из крайних положений или установлена в среднее положение относительно торцов цилиндрического корпуса 2. В зависимости от того, какая будет установлена обратная связь инерционной массы 3 с цилиндрическим корпусом 2 - гибкая или жесткая, акселерометр может бытьинтегрирующим или позиционным (во втором случае), И в том, и в другом случае связь выходного сигнала с положением инерционной массы 3 относительно корпуса 2 устанавливается через масштабный коэффициент. В общем случае, например для интегрирующего акселерометра, выходной сигнал связан с проекцией кажущегося ускорения на ось чувствительности акселерометра следующим соотношением; О (ъ - яЯз4 луЯм 5 где г 1 Уприращение уровня выходного сигнала с датчика преобразователя (приращение напряжения тока или частоты в зависимости от типа преобразователя);Ом - объем инерционной массы; 10 р, р - плотности инерционной массы и жидкости;Яз - площадь зазора между корпусом и инерционной массой;- кинематическая вязкость жидкости; Зм - площадь поперечного сечения инерционной массы;Кд - коэффициент преобразования датчика выходного сигнала;О/, - проекция кажущегося ускорения 20 на ось х чувствительности акселерометра,Предположим, что датчик преобразования положения инерционной массы относительно корпуса в напряжение идеальный, тогда точность измерения кажущегося уско рения определяется стабильностью скорости движения инерционной массы относительно корпуса под действием кажущегося ускорения. Связь между скоростью движения инерционной массы и кажущимся 30 ускорением определяется выражениемИ/ (2)4 л дбм где Ч - скорость движения инерционной массы относительно корпуса.Сущность изобретения состоит в повышении точности измерения кажущегося ускорения путем стабилизации масштабного коэффициента при изменении температур ных условий эксплуатации акселерометра, Изменение температуры акселерометра приводит к изменению масштабного коэффициента за счет изменения объема и плот ности инерционной массы, плотности жидкости, площади сечения зазора, а особенно температурного изменения кинематической вязкости жидкости, Относительное изменение кинематическойвязкости жидкости за единицу температуры по сравнению с относительным температурным изменением остальных параметров на 2-3 порядка больше и составляет типовую величину 10 -10-4Уменьшить влияние температуры на величину масштабного коэффициента позволяет разделение гермообъема акселеромегра на две части эластичной перегородкои 4 и заполнение рабочей части1673985 Составитель Т. МакароваТехред М,Моргентал Корректор О, Ципле Редактор А, Огар Заказ 2916 Тираж 333 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 О 1 гермообъема легколетучей жидкостью, а второй части - газом под давлением. Легко- летучая жидкость при комнатной (рабочей температуре и нормальном атмосферном давлении быстро испаряется и переходит в 5 новое фазовое состояние - газ, Для того, чтобы вещество, например фреон, при комнатной температуре перешел иэ газового состояния в жидкое необходимо создать в гермообъеме повышенное давление, В мо мент перехода иэ газового состояния в жидкое кинематическая вязкость для жидкого состояния вещества самая минимальная, и при дальнейшем увеличении давления в гермообъеме кинематическая вязкость воз растает.Существенно возрастает температура кипения жидкости. Физический механизм стабилизации масштабного коэффициента заключается в том, что при увеличении тем пературы увеличивается обьем жидкости. что приводит к уменьшению объема газа по второй части гермообьема и возрастанию в ней давления, Возросшее давление благодаря наличию эластичной перегородки 4 вы равнивается с давлением в жидкости. Возросшее давление в жидкости увеличивает ее вязкие свойства, которые при возрастании температуры уменьшились. Таким образом, одновременное действие двух взаимоисключающих свойств жидкости приводит к стабилизации ее вязких свойств, Степень компенсации изменения масштабного коэффициента от температурного фактора зависит от соотношения объемов жидкости и газа и первоначального давления в газовой части гермообъема, а варьируя давление в газовой среде, можно управлять характером компенсации,Формула изобретения Акселерометр, содержащий герметичный цилиндрический корпус, заполненный рабочей жидкостью, в которой размещены инерционная масса и датчик положения, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, цилиндрический корпус разделен на два отсека эластичной перегородкой, причем первый отсек заполнен легколетучей жидкостью, а второй отсек заполнен газом под давлением.