Компенсационный акселерометр

(19 51)5 601 Р 151 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ Наиболее бл ности является а инерционный эл тему, преобразов трический сигна эким по техническои сущкселерометр, содержащий мент, колебательную сисатель перемещения в элекусилитель цепи прямого(71) Научно-исследовательский институт физических измерений(56) Авторское свидетельство СССР М 1396770, кл. О 01 Р 15/13, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1486933, кл, 6 01 Р 15/13, 1987.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение частотного диапазона и уменьшение Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения статических и динамических ускорений подвижных обьектов,Известен акселерометр, содержащий инерционный элемент, колебательную систему, преобразователь перемещения в электрический сигнал, усилитель цепи прямого преобразования с дифференцирующими цепями коррекции, обратный преобразователь, масштабный резистор и активный ВС- фильтр, подключенный к масштабному резистору,динамической погрешности. Действие ускорения вызывает перемещение инерционного го эл е мента (ИЭ) 2, которое преобразователем (ПП) 4 преобразуется в электрический сигнал. Сигнал с выхода ПП 4 через вход сумматора 10 и усилитель 5 поступает в 1 обмотку 7 обратного преобразователя (ОП) 6, который создает компенсирующее усилие. Движение ИЭ 2 вызывает сигнал во 2 обмотке 8 ОП 6, который после усиления предварительным усилителем 11 поступает на другой вход сумматора 10 и вход выходного усилителя 12, Выходной сигнал усилителя 12 через 3 обмотку 9 ОП 6 создает демпфирующее усилие, которое с усилием, создаваемым обмоткой 7, приводит к успокоению колебаний. 1 ил. преобразования, соединенный через масш аееЪ табный резистор к первой катушке обратного преобразователя, а также самостоятельный канал демпфирования, состоящий из последовательно соединенных 00 второй обмотки обратного преобразовате- СО ля, предварительного усилителя и выходно-,( ) го усилителя, выход которого соединен с третьей катушкой обратного преобразователя. Недостатком данного акселерометра является то, что минимальные искажения АЧХ наблюдаются в нем в достаточно узком интервале частот, например при динамической ошибке минус 2,5 от 0 до 0,5 в/в. При малых значениях йЬ требования минимума динамической ошибки в широком интервале частот не выполнимы.1728807 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - расширение частотного диапазона и уменьшение динамической погрешности,Отличительными признаками устройства является введение сумматора и дополнительных связей между его первым входом и выходом преобразователя перемещения, между его вторым входом и выходом предварительного усилителя канала демпфирования, между его выходом и входом усилителя цепи прямого преобразования.На чертеже представлена схема предлагаемого акселерометра.На схеме 1 - чувствительный элемент, 2 - инерционный элемент, 3 - колебательная система, 4 - преобразователь перемещения в электрический сигнал, 5 - усилитель цепи прямого преобразования, 6 - обратныйй преобразователь, 7 - первая обмотка обратного преобразователя (ОП), 8 - вторая обмотка ОП, 9 - третья обмотка ОП, 10 - масштабирующий резистор, 11, 12 - предварительный усилитель и выходной усилитель канал демпфирования, 13 калибровочный резистор, 14 - сумматор.Акселерометр работает следующим образом,При воздействии постоянного или переменного ускорения на чувствительный элемент 1, т.е. на инерционный элемент 2 и колебательную систему 3, инерционный элемент 2 смещается относительно своего исходного состояния. Перемещение инерционного элемента 2 преобразовывается в преобразователе 4 в электоический сигнал, который подается через один из входов сумматора 14, на вход усилителя цепи прямого преобразователя 5, усиливается в нем и подается через масштабирующий резистор в 1-ю обмотку 7 ОП 6. В результате взаимодействия тока в этой обмотке с полем постоянного магнита ОП возникает сила, стремящаяся возвратить инерционный элемент 2 в исходное состояние. Изменение ускорения во времени приводит к колебаниям инерционного элемента 2, В этом случае во второй обмотке 8, подключенной к входу предварительного усилителя 11, наводится ЭДС, пропорциональная скорости перемещения инерционного элемента 2, Эта ЭДС усиливается усилителем 11 и с его выхода подается на вход выходного усилителя мощности 12 канала демпфирования и на другой вход сумматора 14, с выхода которого на вход усилителя 5. Сигналы с выходов усилителей 5 и 12 подаются в первую 7 и третью 9 обмотки ОП 6, Взаимодействие демпфирующих токов в обмотках 7 и 9 с полем постоянного магнита ОП 6 приводит к успокоению колебаний инерционного элемента. Совокупное действие двух этих сигналов приводит к возможности формирования плоской без подъемов АЧХ в достаточно широком интервале.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно увеличить частотный диапазон измерений и уменьшить динамические погрешности по сравнению с известными решениями. Экспериментально подтверждено, что предлагаемое решение обеспечивает одновременное уменьшение динамической погрешности и увеличение частотного диапазона измерений не менее чем в (1,5 - 2) раза. Формула изобретения Компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент, включающий в себя инерционный элемент и колебательную систему, связанные с ним преобразователи перемещения в электрический сигнал и обратный преобразователь, усилитель, выход которого через масштабирующий резистор подключен к первой обмотке абратного преобразователя, последовательно соединенные вторую обмотку обратного преобразователя, предварительный усилитель, выходной усилитель, калибровочный резистор и третью обмотку обратного преобразователя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и уменьшения динамической погрешности, в него введен сумматор, один вход которого подключен к выходу преобразователя перемещения в электрический сигнал, другой вход соединен с выходом предварительного усилителя, а выход подключен к входу усилителя,1728807Г )0Составитель. А.Альшаевактор Н,Тупица Техред М,Моргентал Корректор М,Кучерявая аказ 1406 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10