Измеритель угловых ускорений

(11) 551567 И 3 ОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДНВДЬСТВУ(. 01 К 15/1 Государственнын номитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий) Дата опубли вания описания 28.05.77 Н, И, Брехин, А. М и(71) Заявит ьковский авиационный инстит 4 ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЫХ РЕНИЙ кону Ньютона ), При этом одна из двух параллельных измерительных растяжек натягивается, а другая ослабляется. Вследствиеэтого изменяются их частоты собственных 5 колебаний (например, т и У ). Частотыи 14 регистоируются соответствующи 5ми датчиками и по разностной частоте определяют угловое ускорение Е объекта(1)где Ко - коэффициент пропорциональности,Ниже рассматривается случай, когдакоэффициент Ко будет являться постояннойвеличиной. Записывают значения частот би К 4 в функции измеряемого параметра ипараметров прибора преимущественх а также п но на летательных аппаратура, ри измерении ускорений различных вращающихся элементов, например валов и т.д.Известны устройства для измерения угловых ускорений, содержащие инерционную массу подвешенную в корпусе на ленточны растяжках, и блок съема информации Я . 1Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель, позволяющий измерять ускорения одновременно по двум взаимно перпендикулярным осям благодаря тому, что в нем ленточные рас тяжки расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих на одинаковых расстояниях от центра параллельно граням инерционной массы, выполненной в виде куба 121, Принцип работы устройства 20 измерения угловых ускорений, заключается в том, что при вращении обьекта, например, вокруг оси ОЕ с угловым ускорениемс инерционная масса стремитая сохранить неизменное положение в пространстве ( по за х+ ко оты собственрастяжек; исяшая от намассы и геопостояннаольного натяжения раст, зав яжек ибор Изобретение относится к измерительнойехнике, Измеритель используется де Хои 1 - начальные част ых колебаний измерительных метрических размеров прПусть начальные частоты 150 и 140 рав ны, т.е. т 50= ,о= Уо . Тогда, возводя левые и правые части уравнений (2) и (3) в квадрат и учитывая выражение (1), получают"д(е х)е (6)Из анализа выражения (6) очевидно, что для получения линейной выходной характеристики измерителя в широком диапазоне угловых ускорений, а также для повышения его точности в процессе измерений сумму частот измерительных растяжек необходимо поддерживать постоянной. Для поддержания постоянства ( 15 + 14 ) обычно эту сумму сравнивают с эталонным значением частоты, равной по величине 1 = ( 150 +( ), т.е, сумме этих же частот, полученных прй отсутствии углового ускорения. Разность частот, определяемая величиной Ь:( 150 +1)- - (У+ 14 ), преобразуется в сигнал ошибки, который после усиления подается в устройство обратной связи, Устройство обратной связи развивает дополнительное усилие, которое, будучи приложенным к измерительным растяжкам, компенсирует указанное рассогласование М . Наиболее рациональным является прикрепление концов измерительных растяжек, связанных с корпусом прибора, непосредственно с устройствами обратных связей. Однако, так как в устройсиве, измерительные растяжки расположены вдоль одной оси ОУ, при работе устройств обратных связей по одному из каналов измерения дополнительное усилие будет прикладываться и к измерительным растяжкам другого канала. В результате этого диапазон измерения по второму каналу сужается. Аналогично влияние второго канала на первый. Таким образом, каналы становятся взаимозависимыми, что является одним из самых существенных недостатков этого уст ройства. При отсутствии устройств обратных связей диапазон измерения, в свою очередь, сужается иэ-за значительной ошибки измерения, обусловленной нелинейностью выходной характеристики.Цель изобретения - повьппение линейности выходной характеристики измерителя при условии развязки каналов измерения от влияния обратных связей по перекрестным осям.Поставленная цель достигается тем, что первая и вторая пары измерительных ленточных растяжек крепятся к двум взаимноформула изобретения Измеритель угловых ускорений, содержащий инерционную массу, выполненную в ви 60 перпендикулярным граням инерционной масс 1,к противоположным граням массы присоединяются одними из своих коннов балансировочные растяжки, другие конпы которыхкрепятся к устройствам обратных связей.На чертеже представлено устройство измерения угловых ускорений по двум взаимно перпендикулярным осям, выполненное совместно с устройствами линеаризации выход-.10 ных характеристик.Измеритель угловых ускорений содержитинерционную массу 1, выполненную в формекуба, измерительные растяжки 2-3 и 4-5,балансировочные растяжки 6 и 7, вертикаль.15 ные растяжки 8 и 9, устройства обратныхсвязей 10 и 11, Все растяжки выполненыв виде лент с малым удлинением. Измерительные растяжки снабжены устройствамивозбуждения и съема информации ( на чер 20 теже не показаны),Принцип работы измерителя угловых ускорений заключается в следуюшем,При вращении объекта например, вокругоси ОЕ с угловым ускорением Ги инерпион 25 ная масса 1 стремится сохранить неизменное положение в пространстве. При этом измерительная растяжка 3 натягивается, арастяжка 2 ослабляется. Вследствие этогоизменяются частоты собственных колебанийг 5 и 1 этих растяжек. Эти частоты регистрируются соответственными датчиками, ипо разностной частоте определяют угловоеускорение врашения из соотношения (5).Для того чтобы коэффипиент К, оставался впроцессе измерений постоянным, на устройство сравнения ( на чертеже не показано)подаются соответственно сигналы ( 1 + 1 )и ( Уо + У ), Устройство сравненйя вйрабатйвает сигнал, пропорциональный ошибке рассогласования, равной ( Х + Хо )о( У +). Этот сигнал подается в устрой 2ство обратной связи 10, которое развиваетдополнительное усилие. Дополнительное усилие через балансировочную растяжку 6 иинерционную массу 1 одновременно прикладывается и к измерительным растяжкам 3и 2, в результате чего суммачастот(У + 1 )остается неизменной и равной ( Ц, +Аналогично работает канал измерения прйврашении объекта вокруг оси ОХ, но в этоМслучае работают измерительные растяжки4-5, а поддержание постоянства суммы частот д 5 + 4 50 + дяде осушествляется при помощи устройства обратной связи 11 и балансировочной растяжки 7.Заказ 117/23 Тираж 1051 Подписное ОНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 де куба и подвешенную в корпусе на ленточных растяжках, две попарно параллельные пары которых взаимно перпендикулярны и расположены на одинаковых расстояниях от центра и блок съема информации, Б о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики при условии развязки каналов измерения от влияния обратных связей по перекрестным осям, в нем первая и вторая па О ры измерительных ленточных растяжек прикреплены к двум взаимно перпендикулярным граням инерционной массы, к противоположным граням которой прикреплены балансировочные растяжки, соединенные с устройствами обратных связей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Браславский Д. А. Приборы и датчикилетательных аппаратов, М., "Машиностроение, 1970, с. 343-349,2, Авторское свидетельство Мо 382006,М. Кл. 601 Р 15/10, 1971 (прототип).