Интегрирующий акселерометр

ВтОРСКОМУ СВИ ЕЛЬ СТВУ ва Мю Зависимое от авт. свиде Заявлено 12.Л.197 О ( О/1848 присоединением заявк иоритет Комитет по делам аобретений и открытийпри Совете МинистровСССР убликовано 23,111.1973,летень Мо 16 я 28 Х 1.19 та опубликования описа Авторы зобретени Э, Г, Морозов, А. А. Г ван и И. Д, Блюмин явител НТЕГРИРУЮ АКСЕЛЕРОМЕТР При малых отклонен нормали к оси враще ось подвеса маятника, тать, но требуются чре рости вращения маятн массы от ящей через жет рабольшие скоу угол отиях центра ия, проход прибор мо звычайно б ика, поэто близким к - ,ре инерцыонв виде двух совмещенных в плоскости, мки и прохои сдвинутых оси вращения ние ускоре вствительноИзобретение относится к области измерения параметров движения, в частности, к етзмерителям скорости подвижных объектов, основанным на интегрировании действующего на объект ускорения.5Известны ынтегрирующие акселерометры, подобные центробежным регуляторам. В этих приборах инерционная масса маятника смещена относительно оои вращения и подвес маятника составляет с осью вращения угол, 10 близюий к - , Под действием ускорения на 4 правленного вдоль оси вращения, инерционная масса маятника меняет свое положение и воздействует на скорость вращения привод ного двигателя. Скорость вращения оси подвеса маятнака служит мерой ускорения, а полный угол поворота оси - мерой скорости.Такие интегрирующие акселерометры чувствительны к ускорениям, направленным вдоль 2 оси вращения подвеса маятника, к ускорениям, направленным вдоль оси вращения подвеса маятника, и к ускорениям, направленным по нормам к этой оси, Для устранения чувствительности по одной из осей необходимо, что бы центр инерционной массы, лежал или на оси подвеса маятника или на перпендикуляре к оси вращения, проходящем через ось подве. а маятника. Однако в этих положениях прибор неработоспоообен, 30 клонения маятника выбор В предложенном акселероменая масса маятника выполненаодинаковых параллелепипедов,одной гранью, расположеннойперпендикулярной плоскости рдящей через ось ее вращения,друг относительно друга вдольрамками.Это позволяет ясключить влния, перпендикулярного к осисти акселерометра. На фиг. 1, а показано инерционное тело маятника в плоскости рамки подвеса; на фланг, 1, б - изолированная модель прибора; на фиг. 2 - конструктивная схема интегрирующего акселерометра.Инерционное тело (фиг. 1,а) выполнено в виде двух параллелепипедов, совмещенных одним ребром так, что их грани взаимно параллельны. Подвес маятника расположен по оси Л. При этом линия, соединяющая центра масс параллелеп 1 ипедов (главная ось инерциитела) составляет угол - с лицинией подвеса4и осью вращения роликов (ось У). В общем случае инерционное тело может быть образовано двумя одинаковыми телами любой формы, а не только параллелепипедами, но обязательно, чтобы главная ось инерции полученной фигуры (инерционного тела маятника) составляла с осями У н Л угол, близкий к 4Это условие позволяет представить инерционное тело маятника в виде двух тел с массой т, связанных друг с другом жестко связью длиной 2 а, к середине которой прикреплен подвес маятника длиной 1 О (фиг. 1,б). В установившемся режимеаРз 1 п (а+ 6) = ти 1, соз а,гдеРтаа(соз а+ 6) - 1,(1 - соз а)ивускорение, направленное по оси вращениярамии.При малых значениях угла а получаем1Г 2 э 1 О сов аа81 п 2(а+ 6)полагая, что 6=45, имеем1Г 2 и 1 осозаа ф сов 2 хВыполняя прибор таким образом, чтобы в начальном положении а=0, получаем окончательноУ 2 Со ГоИнтегрирующий акселерометр (фиг, 2) содержит инерционное тело 1 маятника, укрепленное на рамке 2 прои помощи нодвеса 3. Оси 4 рамками укреплены в подшипниках корпуса б. Ось б подвеса 3 обеспечивает возможность движения тела 1 в плоскости рамки 2 и расположена симметрично относителньо подшипников корпуса б, Длина подвеса 3 такова, что,при его расположении нерпендикулярно оси 4 вращения центр тяжести тела 1 лежит на оои вращения рамки 2. На оси б укреплен датчик 7 угла, а на оси 4 двигатель 8 и датчик 9 угла, например, импульсный датчик любого типа, Акселерометр содержит также усилитель 10, вход которого подключен к датчику 7 угла подвеса 3, а выход - к двигателю 8.Акселерометр работает следующим образом.В исходном состоянии подвес 3 расположен по нормали к оси 4 рамии 2, сигнал на выходе датчанка 7 равен нулю и рамка 2 неподвижна, При появлениями ускорения, направленного вдоль оси вращения рамки 2, тело 1 отклоняется от начального положения, на выходе датчика 7 появляется сигнал и рамка 2 вращается с такой скоростью, что центробеж ная сила, приложенная к маятнику, уравновешивает янерционную силу.Сигнал, пропорциональный скорости движения объекта с укрепленным на нем акселерометром, получается при использовании импульсного датчика 9 следующим образом. Определяя время одного оборота оси 4 (при ее угловой скорости в) путем заполнения интервала между импульсами датчика 9 импульса ми стабильной частоты с периодом т, получаем среднюю угловую скорость ы рамки 2 при2прохождении углаи 15 2 т 1 дс Ф Далее имеем У = Иа 8= аа 1. 20Взяв переменный шаг интегрирования а 1=ЛЪ и заменяя интегрирование суммированием, получим При отклонении подвеса маятника 3 от исходного положения под действием ускорения в возникает погрешность, относительная величина которой- о2Л=2"о100% =1,5 Ла 100% 2(1 - 2 Ьа) 35 40 где Ла - отклонение подвеса маятника 3 отначального положения. При значениях Ла=10 угл, мик относительная погрешность измерения не превьгшает 0,001%. 45 Предмет изобретения Интегрирующий акселерометр, содержащий 50 рамку, укрепленную в корпусе на,подшипниках, двигатель, связанный с осью рамии, маятник, укрепленный на рамке с возможностью движения в:плоскости рамки вдоль оси ее вращения, датчик угла поворота маятника и 55 усилитель, включенный между датчиком углаи двигателем, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния ускорения, нормального к оси чувствительности акселерометра, инерционная масса маятника выполнена 60 в виде двух одинаковых параллелепипедов,совмещенных одной гранью, расположенной в плоскости, перпендикулярной плоскости рамки и проходящей через ось ее вращения, и сдвинутых один относительно другого вдоль 65 оси вращения рамки, 375554