Акселерометр

жет быть меньше объема внутренней полости сосуда (частичное заполнение).В акселерометре используется частичное заполнение цилиндрического сосуда жидкостью, Это позволяет упростить конструкцию акселерометра, так как отпадает необходимость в применении специальных устройств для компенсации объемного расширения жидкости (в частности, сильфонов), Заполненный двумя жидкостями цилиндрический сосуд приводят в равномерное вращение вокруг оси ОУ электрическим двигателем с угловой скоростью о. В установивш мся режиме при наличии ускорения граничная поверхность двух жидкостей примет форму параболоида вращения, уравнение которого имеет вид 15 20= - (2 у - Н) + гс ,г г - радиус граничной поверхности двух жидкостей;у - текущая высота; Р н( - а)радиус граничной погде 25 Зо 35 верхности двух жидкостей при у = 0,5 Н;Н - высота сосуда;Р, - внутренний радиус сосуда;Й 0 - начальный уровень прозрачной жидкости; 1 - ускорение, направленное вдоль оси чувствительности прибора (оси ОУ). 40 45 50 55 60 1(ак видно из выражения (1), радиус граничной поверхности двух жидкостей является функцией ускорения у, причем максимальное значение Ъа,акс ОказываетсЯ пРи У = Н, т, е. возле верхнего основания сосуда, минимальное Гццн при у = 0 т. е. возле нижнего Основания сосуда, Таким образом, максимальная чувствительность акселерометра к изменению ускорения наблюдается у верхнего и нижнего оснований цилиндрического сосуда.Для измерения величины и знака ускорения в акселерометре применен принцип получения теневой проекции параболоида вращения на поверхность светочувствительных элементов, в качестве которых применены фотодиоды. Кроме фотодиодов, могут быть использованы фототранзисторы светочувствительные пластины, фоторезисторы. Для получения максимальной чувствительности прибора светочувствительные элементы следует располагать ближе к основаниям цилиндрического сосуда.Теневая проекция параболоида вращения создается с помощью источника света и ци линдрической линзы, в качестве которой применяют прозрачный цилиндрический сосуд акселерометра с находящейся в нем прозрачной жидкостью.Пусть ускорение= О. В этом случае согласно выражению (1) радиус граничной поверхности двух жидкостей равен(2) г :. Г, = ) Л а а сама граничная поверхность двух жидкостей представляет собой круговой цилиндр. С помощью проекционного устройства непрозрачный цилиндр проектируется на плоскость, в которой установлены фотодиоды, причем фото- диоды расположены так, что для случая 1 = 0 теневая линия непрозрачного цилиндра проходит через середины воспринимающих поверхностей всех фотодиодов. В результате сигнал с выхода фотодиодов равен нулю. Пусть ускорение 1 Ф О и направлено вдоль оси чуствительности вверх. В соответствии с выражением (1) радиус граничной поверхности двух жидкостей в верхней части сосуда больше радиуса граничной поверхности в нижней части, Поэтому теневая проекция параболоида вращения на плоскость расположения фотодиодов перекрывает чувствительные поверхности фотодиодов неодинаково (фиг. 2,б), Площадь освещения фотодиодов 8 и 9 уменьшается, а фотодиодов 10 и 11 увеличивается. С выхода фотодиодов через нагрузку Р,протекает ток в направлении справа в нале (ток а,). Пусть ускорение 10 и направлено вдоль оси чувствительности вниз (фиг. 2, в), В этом случае площадь освещения фотодиодов 8 и 9 увеличивается, а фотодиодов 10 и 11 уменьшается, С выхода фотодиодов через нагрузку протекает ток в направлении слева в напра. П р ед м ет изобретения Лкселерометр, содержащий полый цилиндр с жидкостью, связанный с приводом постоянной скорости, и фотоэлектрическую систему измерения положения жидкости с источником света и фотоприемниками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности измерения ускорения, жидкость составлена в виде смеси двух компонент с различными плотностями и с различными степенями оптической прозрачности, боковые стенки цилиндра выполнены прозрачными, а источник света и фотоприемники расположены неподвижно напротив диаметрально противоположных сторон цилиндра, причем фотоприемники установлены в зоне теневой проекции границы раздела жидкостей,Заказ 2907/2ЦН ПодписСССР Типография, пр. Сапунова,Изд.1776 Тираж 902 ПИ Государственного комитета Совета Минис по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5