Акселерометр

"ЙГ"31,;,д .(97 фт р фри ВИДЕТЕЛ Ь СТВУ АВТО РСК й коллекти венного обь 846зводственн о-производ ельство С 15/08, 19 ельство С 15/08, 19 ССР77.ССР81 ви 01 ви(54) АКСЕЛ (57) Испол ь к измерите ширить ф Сущность и ставляет со лены в о симметрич ЕРОМЕТР зование: изобрет льной технике и ункциональные зобретения: аксе бой корпус 1, в к дной плоскос 1 о два контура ение относится позволяет расвозможности. лерометр и редтором установи зеркально , заполненные: альному 14 злектроизму 13 и диффе мерителям, 1 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ:рабочей жидкостью 3 и содержащие по преобразователюю расхода 4. Контуры 2 установлены на опорах 5 так, что каждый контур смонтирован на соответствующем коромысле 6. Одним концом коромысла 6 связаны с опорами 5 пружинами 7, а другие концы связаны между собой пружиной 8. В плоскости контуров 2 по линии симметрии установлены соосно два цилиндрических груза 9, пристыкованных одними торцами к пружи. не 8, а другими посредством пружин 10 связаны с корпусом 1, Каждый груз 9 установлен соответственно соосно с зазо-. ром в цилиндрическом стакане 11, присты кованном к корпусу 1 стаканы 11,и корпус 1 заполнены вязкой демпфирующей жидкостью 12. Выходы преобразователей расхода 4 подключены параллельно к суммирующеИзобретение относится к измерительной технике, а более конкретно - к преобразователям ускорения в электрическийсигнал и может быть использовано в автономных виброизмерительных и навигационных системах, устройствах ориентации ит.п,Известны акселерометры, содержащиекорпус, внутри которого на опоре закрепленпервый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой,и замкнутого контура, смонтированйого накоромысле и заполненного рабочей жидко. стью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей .жидкости вэлектрический сигнал,Недостатком известных акселерометров являются оГраниченные функциональные возможности, т.к. они преобразуют вэлектрический сигнал лишь угловое ускорение. Это значительно сужает область применения акселерометров,Известен также акселерометр, содержащий корпус, внутри которого на опоре" закреплен первый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой,и замкнутого контура, смонтированногона коромысле;и заполненного рабочей жидкостью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей жидкости вэлектрический сигнал. Прототипу такжеприсущ недостаток- ограниченные функциональные возможности, т,к, он преобразуетв электрический сигнал лишь угловое ускорение, и следовательно, его область применения - измерение лишь угловыхускорений.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей эа счетобеспечения измерения линейного ускорения.Указанная цель достигается тем, что вакселерометр введен второй идентичныйблок, закрепленный в корпусе на опоре иустановленный симметрично первому блокуи в одной с ним плоскости, пружина, инерционное тело, два цилиндрических стаканас закрепленными в них пружинами, суммирующий и вычитающий элементы, подвижные концы коромысел двух блоков связанымежду собой пружиной, в плоскости конту-.ров двух блоков посередине между нимиустановлено инерционное тело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов, установленных соосно в цилиндрическихстаканах, соединенных с корпусом, приэтом один торец каждого груза соединен спружиной между коромыслами, а другой спружинами цилиндрических стаканов, причем стаканы и корпус заполнены вязкой де 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мпфирующей жидкостью, выходы преобразователей расхода блоков подключены параллельно к выходам суммирующего ивычитающего электроизмерителя. В этом акселерометре движение инерционноготела при линейном ускорении корпуса акселерометра вдоль средней линии, разделяющей контуры, преобразуется во встречное вращение контуров по оси, перпендикулярной их плоскости. При угловомускорении корпуса акселерометра контурывращаются вместе с корпусом в одном направлении. Выходные сигналы преобразователей расхода рабочей жидкости контуров, несущие информацию об угловых ускорениях контуров, обрабатываются суммирующими и вычитающими элеглентами акселерометра так, что суммирующий выдает информацию об угловом ускорении, а вычитающий об линейном ускорении корпуса акселерометра. В результате функциональные возможности акселерометра расширены за счет обеспечения измерения линейного ускорения.На чертеже изображен схематично вариант выполнения заявляемого акселерометра. В корпусе 1 установлены в одной плоскости зеркально симметрично два контура 2 (тороидальные трубки) заполненные рабочей жидкостью 3. В каждый контур 2 встроено по преобразователю расхода 4 рабочей жидкости в электрический сигнал (наприглер электрокинетический преобразователь). Контуры 2 установлены на опорах 5, так что контур смонтирован на соответствующем коромысле 6. Одни концы коромысел 6 связаны с опорами 5 пружинами 7, а другие - связаны между собой пружиной 8. В плоскости контуров 2 посередине между ними установлено инерционное тело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов 9, Грузы соединены одними торцами к пружине 8, а другими посредством пружин 10 связаны с корпусом 1. Каждый груз 9 установлен соответственно соосно с зазором в цилиндриче- . ском стакане 11,пристыкованном к корпусу 1, стаканы 11 и корпус 1 заполнены вязкой демпфирующей жидкостью 12 (полиметилсилоксановая жидкость). Выходы преобразователей расхода 4 подключены параллельно к суммирующему 13 и вычитающему 14 элементам (электроизмерителям).Акселерометр работает следующим образом.При действии линейного ускорения вдоль измерительной оси акселерометра (линии в плоскости контуров 2 посередине1781615 двух блоков связаны между собой пружиной, в плоскости контуров двух блоков посередине между ними установлено инерционноетело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов, установленных соосно в цилиндрических стаканах, соединенных с корпусом, при этом один торец каждого груза соединен с пружиной между коромыслами, а другой - с пружинами ци 35 40 линдрических стаканов, причем стаканы и корпус заполнены вязкой демпфирующей жидкостью, а выходы преобразователей расхода блоков подключены параллельно к входам суммирующего и вычитающего электроизмерителей,Составитель В.ПахомовТехредМ.Моргентал Корректор М,Петрова" в" ее Редактор Заказ 4271 Тираж 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, 101 между ними) инерционное тело 9 вследствие сил энергии приходит в движение, Вязкая жидкость 12 в стаканах 11 демпфирует движение грузов 9, т.е, исключает возникновение колебаний на резонансных частотах системы грузов 9 на пружинах 10. При ускоренном движении грузов 9 соответствующее ускоренное движение концов коромысел 6 трансформируется в угловое ускорение контуров 2, ПриТаком угловом ускорении контуров 2 рабочая жидкость 3 циркулирует в контурах 2 навстречу друг другу. В результате протекания рабочей жидкости через преобразователи расхода 4 на их выходе выдаются электрические сигналы, несущие информацию об угловых ускорениях контуров 2 и,следовательно, о линейном ускорении акселерометра. Поскольку выходные сигналы преобразователей 4 равны по величине и противоположны по знаку; то на выходе суммирующего элемента 13 сигнал нулевой, а на выходе вычитающего элемента 14 выдается сигнал, несущий информацию о линейном ускорении,При угловом ускорении акселерометра по оси, перпендикулярной плоскости установка контуров 2)под действием сил инерции рабочая жидкость 3 в контурах 2 циркулирует в одинаковом направлении. В результате на выходе преобразователей расхода 4 выдаются электрические сигналы несущие информацию об угловол ускорении. Поскольку сигналы равны по величине и противоположны по знаку, то на выходе суммирующего элемента 13 выдается сигнал,несущий информацию об угловом ускорении, а на выходе вычислительного элемента 14 выдается нулевой сигнал.Таким образом функциональные возмокности акселерометра расширены, т.к, он дополнительно измеряет линейное ускорение.Воэможность работы акселерометра одновременно как измерителя углового и линейного ускорений. позволяет получить 5 10 15 20 25 30 более полную информацию об ускорении обьекта на котором установлен акселероУметр,Заявляемый акселерометр целесообразно применять в автономных вибро- и сейсмоизмерительных системах, навигационных сйстемах морских и летательных объектов. Особо следует отметить его работоспособность в жестких условиях эксплуатации, в том числе в условиях невесомости.Формула изобретения Акселерометр, содержащий корпус, внутри которого на опоре закреплен первый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой, и замкнутого контура, смонтированного на коромысле и заполненного рабочей жидкостью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей жидкости в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения линейного ускорения, в него введены второй идентичный блок, закрепленный в корпусе на опоре и установленный симметрично первому блоку и в одной с ним плоскости, пружина, инерционное тело, два цилиндрических стакана с закрепленными в них пру- жинами, суммирующий и вычитающий элементы, подвижные концы коромысел