Акселерометр

)5 6 01 Р 15/08 ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ение "Иж к и А,Ю,Чухр39,ство СС 8, 1987.(57) Изобрной техниизмеренияобьектовподвесомизобретенлиндричес ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Производственное объский механический завод"(56) 1. Патент США 1 ч. 4047кл. 6 01 Р 15/08, 1978,2. Авторское свидетельМ 1508173, кл, 6 01 Р 15/О ЕРОМЕТРетение относится к измерителье и может быть использовано для линейных ускорений подвижных акселерометром с жидкостным инерционной массы. Сущность ия: акселерометр содержит цикую ампулу, заполненную магИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных ускорений подвижных объектов акселерометром с жидкостным подвесом инерционной массы.Известен акселерометр (США, патент М 4047439, кл. 6 01 Р 15/08), содержащий цилиндрическую трубку, заполненную жидкостью, в которую помещен цилиндрический постоянный магнит. Вокруг трубки расположены две возбуждающие и две измерительные обмотки. Измерительные обмотки соединены с возбуждающими посредством демодулятора.Известен также акселерометр (СССР, а.с. В 1508173, кл. 6 01 Р 15/08), взятый в качестве прототипа, который содержит трубчатый герметичный корпус, заполненнитной жидкостью, инерционный элемент, помещенный в жидкость, генератор, фазочувствительный выпрямитель, усилитель, обмотку возбуждения, соединенную с генератором и опорным входом фаэочувствительного выпрямителя, две сигнальные и силовую обмотки, при этом сигнальные обмотки подключены к сигнальным входам фазочувствительного выпрямителя, выход которого последовательно соединен с усилителем, силовой обмоткой и резистором, Новым в устройстве является введение дополнительной обмотки возбуждения, расположенной непосредственно на ампуле и соединенной с источником постоянного тока, а также выполнение инерционной массыО из магнитомягкого материала с магнитной проницаемостью, отличной от магнитной роницаемости магнитной жидкости, 1 и ный магнитной жидкостью, инерционную массу, помещенную в жидкость, обмотку возбуждения, генератор, две сигнальные обмотки, синхронный детектор, усилитель, силовую обмотку, мост взаимной индуктивности, операционные усилители.Недостатками известных устройств являются малый срок службы, обусловленный неблагоприятными для магнитной жидкости условиями нахождения в течение длительного времени в неоднородном магнитном поле постоянного магнита, Длительное действие этого фактора (в том числе и во время хранения) на магнитную жидкость приводит к перераспределению концентрации частиц вследствие процесса магнитодиффузии (Блум Э,Я., 1 У)айоров М.МЦебере А.О. Магнитные жидкости, Рига, Зинатные, 1989.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 с. 302). Процесс установления диффузионно-седиментационного равновесия может сопровождаться конвективным движением (Блум Э,Р., Римша А.ЯЧухров А,Ю, Конвенция и массоперенос при высокоградиентной магнитной сепарации коллоидных частиц. Ж, "Магнитная гидродинамика", 1987, М 2, с, 28-30), Как следствие будет происходить расслоение магнитной жидкости и магнитофоретическое оседание частиц на поверхность магнита, что, в свою очередь, со временем уменьшает способность жидкости поддерживать постоянный магнит во взвешенном состоянии, а, следовательно, сокращает срок службы акселерометра.Цель изобретения - повышение срока службы акселерометра.Поставленная цель достигается тем, что в акселерометр, содержащий цилиндрическую ампулу, заполненную магнитной жидкостью, инерционную массу, помещенную в жидкость, генератор, фазочувствительный выпрямитель, усилитель, обмотку возбуждения, соединенную с генератором и опорным входом фазочувствительного выпрямителя, две сигнальные и силовую обмотку, при этом сигнальные обмотки подключены к сигнальным входам фазочувствительного выпрямителя, который через усилитель соединен с силовой обмоткой и резистором, введена дополнительная обмотка возбуждения, расположенная непосредственно на ампуле и соединенная с источником постоянного тока, при этом инерционная масса выполнена из магнитомягкого материала с магнитной проницаемостью отличной от магнитной проницаемости магнитной жидкости,Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения,Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа.Таким образом, заявленная совокупность признаков, характеризующая устройство, обладает критерием изобретения "Существенные отличия" и обеспечиваетдостижение положительного эффекта - повышение срока службы акселерометра.На чертеже изображена упрощенная конструктивная схема акселерометра.Устройство содержит циликдрическую ампулу 1, заполненную магнитной жидкостью 2, инерционную массу 3, помещенную в жидкость 2, первую обмотку 4 возбуждения, две сигнальные обмотки 5. б, включенные встречно, силовую обмотку 7, вторую обмотку 8 возбуждения, при этом первая обмотка 4 возбуждения соединена с генератором 9 (Быстров Ю.АМироненко И,Г. Электронные цепи и устройства, М., Высшая школа, 1989, с. 121) и опорным входом фаэочувствительного выпрямителя 10 (Быстров Ю.А., Мироненко И.Г, Электронные цепи и устройства, М., Высшая школа, 1989, с. 124). На вторую обмотку 8 возбуждения подается напряжение возбуждения Оо от источника постоянного тока (не показан). Сигнальные обмотки 5, 6 соединены с сигнальными входами фазочувствительного выпрямителя 10 (Быстров Ю,АМироненко И.Г. Электронные цепи и устройства. М Высшая школа, 1989, с, 126). Выход фазочувствительного выпрямителя 10 через усилитель 11 (Шульц Ю, Электроизмерительная техника. 1000 понятий для практиков, Справочник. М., Энергоиздат, 1989, с. 240) соединен.с силовой обмоткой 7 и резистором 12.Акселерометр работает следующим образом,При подаче напряжения Оо на вторую обмотку 8 возбуждения инерционная масса 3 намагни"ивается и приобретает свойства постоянного магнита. На ферромагнитное тело, помещенное в магнитную жидкость,при подаче магнитного поля действует доволнительная к силе Архимеда выталкивающая сила. Под действием выталкивающей силы инерционная масса начинает левитировать (Б.М.Берковский, В.Ф,Медведев,М.С.Краков. "Магниткые жидкости", МХимия, 1989, с. 77).При отсутствии ускорения инерционная масса 3 находится в устойчивом равновесии и занимает относительно ампулы 1, сигкальных обмоток 5, 6, возбуждающих обмоток 4, 8, а также силовой обмотки 7 симметричное положение. Сигнал на сигнальных входах фазочувствительнэго выпрямитиеля 10 отсутствует, т.к. сигнальные обмотки 5, б включены встречно. Следовательно, отсутствует ток на силовой обмотке 7 и падение напряжения на резисторе 12.При наличии ускорения на инерционную массу 3 действует сила инерции Га,которая выводит его из равновесия, что фиксируется сигнальными обмотками 5, б. Ра = аЧу (Ъ Ъж),где а - действующее на массу ускорение;Чу - обьем инерционной массы;рм - плотност вещества инерционноймассы,рж - плотность магнитной жидкости,1774266 10- с сеидСоставитель А, Сабл Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец аказ 3924 ВНИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 На выходе фазочувствительного выпрямителя 10 (ФЧВ) формируется постоянноенапряжение, пропорциональное ускорению. Это напряжение усиливается усилителем 11 и подается на силовую обмотку 7, в 5которой появляется ток, создающий в ампуле 1 магнитное поле. Магнитное поле тока всиловой обмотке 7 создает магнитную силуГмГм =,Йо фм--- Ммж) 7 НЧу,-7где,и = 4 к 10 тн/м;рм - намагниченность материала инерционной массы 3 (цилиндра),рмж, рм - плотность магнитной жидкости 2 и материала инерционной массы соответственно;Ммж - намагниченность магнитной жидкооти 2;у Н - градиент магнитного поля, создаваемого силовой обмоткой 7 и второй обмоткой 8 возбуждения;Чу - объем инерционной массы 3 (цилиндра),которая возвращает инерционную массу 3 в 25исходное положение,Таким образом при равенстве Га = Гмпроисходит полная компенсация возмущающего воздействия. Ускорение а определяется так: 30 Рм/у фм Рмж)Сигнал, пропорциональный ускорению, фиксируется в виде падения напряжения на резисторе 12. 35После окончания работы акселерометра напряжение Оо с второй возбуждающей обмотки 8 снимается. Магнитное поле, которое создавалось второй возбуждающей обмоткой 8, исчезает, инерционная масса 3, 40 выполненная из магнитомягкого материала, размагничивается и не левитирует. Акселерометр возвращается в первоначальное состояние. При этом остаточная намагниченность инерционной массы 3 остается порядка 10 А/м, в то время как остаточная намагниченность постоянного магнита обычно составляет =10 А/м, Поэтому в случае изготовления инерционной массы 3 и магнитомягкого материала магнитная жидкость 2 находится в условиях, препятствующих ее расслоению во время хранения. Таким образом достигается цель - повышение срока службы акселерометра. Формула изобретения Акселерометр, содержащий цилиндрическую ампулу, заполненную магнитной жидкостью, инерционный элемент, помещенный в жидкость, генератор, фазочувствительный выпрямитель, усилитель, обмотку возбуждения, соединенную с генератором и с опорным входом фазочувствительного выпрямителя, две сигнальные и силовую обмотки, при этом сигнальные обмотки подключены к сигнальным входам фаэочувствительного выпрямителя, выход которого последовательно соединен с усилителем, силовой обмоткой и резистором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы акселерометра, в него введена дополнительная обмотка возбуждения, расположенная непосредственно на ампуле и соединенная с источником постоянного тока, при этом инерционная масса выполнена иэ магнитомягкого материала с магнитной проницаемостью, отличной от магнитной проницаемости магнитной жидкости,