Устройство для измерения ускорений

(л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗКОРЕН ИЙ(57) Изобретение относитсяной технике, Целью изобре повышение точности измерений за счет компенсации температурной погрешности, Цель достигается за счет введения в индуктивный датчик дополнительных вторичных полуобмоток 11, включенных согласно. При изменении температуры нарушается баланс моста 3 и изменяется выходное напряжение встречных полуобмоток 11 и схемы 13 вычитания, с которой это напряжение подается на дополнительный вход усилителя 10 постоянного тока, выполняющего функцию сумматора. Таким образом на выходе усилителя 10 напряжение не меняется при изменении температуры. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения ускорений в условиях воздействия широкого диапазона температур,В основном авт. св. М 917091 устройство для измерения ускорений содержит преобразователь с выходным трансформатором, измерительный мост, одно плечо которого образовано полуобмотками дифференциального датчика, а другое плечо - резистивным делителем, усилитель переменного напряжения, синхронный ключевой демодулятор на операционном усилителе и управляемый ключ в цепи неинвертирующего входа операционного усилителя, последовательно соединенные фильтр низких частот и усилитель постоянного тока,Недостатком указанного устройства является низкая точность измерения при воздействии температуры, обусловленная температурной нестабильностью напряжения питания и конструктивных элементов дифференциального датчика.Целью изобретения является повышение точности измерений в широком диапазоне температур за счет компенсации температурной погрешности,Цель достигается тем, что в устройство по авт, св, К. 917091 введены две вторичные полуобмотки индуктивности, включенные последовательно-согласно, выпрямительная схема, источник опорного напряжения, схема вычитания, сумматор, причем вторичные полуобмотки индуктивности соединены с выпрямительной схемой, схема вычитания соединена с источником опорного напряжения, выпрямительной схемой и усилителем постоянного тока, выполняющим функцию сумматора.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство для измерения ускорений содержит преобразователь 1 с выходным трансформатором 2, измерительный мост 3, одно плечо которого образовано полуобмотками 4 дифференциального индуктивного датчика, а другое плечо - резистивным делителем 5, усилитель б переменного напряжения, синхронный ключевой демодулятор 7 на операционном усилителе и управляемый ключ 8 в цепи неинвертирующего входа операционного усилителя, последовательно соединенные фильтр 9 низких частот и усилитель 10 постоянного тока, выполняющий функцию сумматора, вторичные полуобмотки 11, выпрямительную схему 12, схему 13 вычитания, источник 14 опорного напряжения.ференциально (один - в сторону увеличения, другой - в сторону уменьшения), соответственно изменяются индуктивные сопротивления первичных полуобмоток 4 На выходе измерительного моста 3 формируется сигнал21 - 2 д ) (1)1 - пгде Оп - напряжение питания датчика;2 ц,2 г - комплексные сопротивления полуобмоток ЬАг соответственно.На выходе вторичных полуобмоток 11 формируется сигнал К 1 21 з + Кг 214,(2)Ог О ( + ),о 1 ггде Оп - напряжение питания датчика;К 1, Кг - коэффициенты трансформацииполуобмоток 1 з, Е 4 соответственно;21,Ъ.г,2 з,24 - комплексные сопротивления полуобмоток О Аг, з, О соответственно.Первичные(3 1 А-г) 4 и вторичные(1 з,О) 11полуобмотки находятся в одинаковых температурных условиях, однако изменениекомплексных сопротивлений их (полуобмоток) от изменения температуры в силу конструктивных особенностей и поля допусковбудет различно.Таким образом, сигнал О 1 будет нестиинформацию об измеряемом ускорении итемпературе, а сигнал Ог несет информацию только о воздействии температуры наконстуктивные элементы и материалы датчика,Устройство для измерения ускоренийработает следующим образом,В исходном состоянии при отсутствиилинейных ускорений и в нормальных условиях применения (температурные) величины индуктивных полуобмоток 4 и 11 датчикаравны, измерительный мост 3 сбалансирован и его выходное напряжение равно нулю,Следовательно, равно нулю исходное напряжение демодулятора 7 и фильтра 9 низких частот. Выходное напряжениевторичных полуобмоток 11 датчика равновыходному напряжению источника 14 опорного напряжения. Следовательно, выходноенапряжение схемы 13 вычитания и усилителя 10 постоянного тока, выполняющего функцию сумматора, равно нулю.При изменении температуры окружающей среды нарушается баланс мостовойсхемы 3 и на его выходе, выходе демодулятора 7 и выходе фильтра 9 низких частотпоявляется напряжение температурнойошибки. Одновременно с изменением вы 20 25 30 35 40 45 50 55 При воздействии ускорений воздушныезазоры магнитопроводов изменяются дифЗаказ 1887 Тираж 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 ходного напряжения измерительного моста 3 изменяется и выходное напряжение вторичных полуобмоток 11 датчика, и выходное напряжение схемы 13 вычитания.Таким образом, на усилитель 10 постоянного тока, выполняющий функцию сумматора, подаются два взаимно компенсирующих напряжения, пропорциональных изменению температуры окружающей среды. В результате на выходе усилителя 10 постоянного тока, выполняющего функцию сумматора, выходное напряжение не изменится при изменении температуры окружающей среды.В предложенном устройстве для измеоения ускорений по сравнению с известным достигается повышение точности измерения за счет введения вторичных полуобмоток, которые несут информацию о воздействии температуры (температурной ошибки), и исключения ошибки из исходного напряжения устройства. В результате появляется возможность использования устройства для измерения ускорений при значительных изменениях температуры ок ружающей среды.Формула изобретения Устройство для измерения ускоренийпо авт, св, % 917091, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изме рений за счет компенсации температурнойпогрешности, в него введены источник опорного напряжения и последовательно соединенные выпрямитель и блок вычитания, выход которого подключен к дополни тельному входу усилителя постоянного тока,а другой вход - к выходу источника опорного напряжения, при этом дифференциальный индуктивный датчик выполнен с дополнительными вторичными полуобмотками, 20 включенными согласно и подключенными квходу выпрямителя