Акселерометр

11637677 Союз Советских Социалистических Республик:(71) Закв,итель АКСЕЛЕ тру мет орпусе гермет котор линдра о мате ться и авлива В кполыйполостьвого цизрачногвыполняи устан Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям параметров движения подвижных объектов.Известны акселерометры с гидродинамическим подвесом подвижной части, содержащие вращающийся, частично заполненный жидкостью сосуд и твердое тело с осевым сквозным каналом 1, 2, 31. Однако низкая точность известных акселерометров обусловлена влиянием деформации жидкости подвеса на датчики смещения, в частности на фотоэлектрические датчики смещения,Цель изобретения заключается в повышении точности. В описываемом акселерометре это достигается тем, что он снабжен двумя прозрачными цилиндрическими шайбами, укрепленными на торцах твердого тела напротив фотоэлектрических датчиков смешения.На чертеже показана упрощенная конс ктивная схема описываемого акселеро 1 акселерометра размещен ческий сосуд 2, внутренняя го выполнена в виде круго, Сосуд выполняют из проиала (торцовые части могут з непрозрачного материала) ют в подшипниковых узлах 4, Сосуд приводится во вращение вокруг полярной оси Х электрическим двигателем (на чертеже не показан) с угловой скоростью о. Внутри него находятся цилпндри ческое твердое тело 5 (называемое в дальнейшем просто тело) и прозрачная жидкость б в,небольшом объеме. Свободную часть сосуда занимает какой-либо газ в смеси с парами жидкости или просто пары жидкости (частичное заполнение жидкостью), Тело 5 имеет сквозное отверстие 7 для перетекания газа. В нем укреплена ферромагнитная масса в виде, например, кольца 8, Ферромагнитная масса может быть выполнена также в виде постоянного магнита. На торцах тела 5 укреплены прозрачные цилиндрические шайбы 9.Тело 5 имеет такую конструкцию, чтоего масса больше массы рабочей жидкости, которую вытесняет тело, будучи в нее полностью погруженным.В корпусе 1 акселерометра установленоустройство 10 для создания силы обратной связи. Она может иметь различную конст рукцпю, например в виде соленоида, обмогка которого подключена к выходу усилителя 11. Кроме того, в корпусе 1 в зоне прозрачной части тела 5 укреплены источники 12 излучения, посылающие на сосуд 2 ор- ЗО ганизованный поток излучения, Диамет5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рально противоположно источникам 12 в корпусе 1 прибора укреплены фотоприемники И (могут, например, применяться площадные фотодиоды), которые соединены по дифференциальной схеме и подключены на вход усилителя 11.При включении подается питание на электрический двигатель и усилитель 11, При этом начинают вращаться сосуд 2, за счет сил вязкости - вращается жидкость б, а также - тело б. При некоторой скорости вращения происходит радиальное центрирование тела б, и оно освобождается от действия сил сухого трения, приобретая при этом возможность свободно перемещаться вдоль оси чувствительности (оси Х), В процессе радиального центрирования тела б оно может (в общем случае) оказаться в произвольном положении по отношению к полярной оси сосуда (иметь ненулевую координату Х). Установка тела б в,нулевое положение осуществляется обратной связью, Кроме того, оно может быть установлено в нулевое положение путем подачи на обмотку соленоида 10 напряжения от отдельного источника питания без использования обратной связи,Система съема информации о положении тела б на оси Х работает следующим образом, Цилиндрическое прозрачное тело сосуда 2, слой прозрачной жидкости б между сосудом и телом б и его прозрачная часть (шайбы 9) образуют оптическую цилиндричвскую систему (линзу), которая собирает за сосудом 2 падающий на него параллельный пусюк лучей в яркую узкую полоску, Пройдя через линзу, лучистый поток попадает на фотоприемники И, чувствительные слои которых располагаются в фокальной плоскости линзы.Фотоприемники И соединены по извест ной дифференциальной схеме,Если тело б,находится в нулевом полокении, то лучистые потоки от источников 12, частично задерживаясь непрозрачной частью тела б, проходят цилиндрическую линзу и дают одинаковую засветку фотоприемников И. При смещении тела б,в ту или другую сторону на выходе фотоприемников И появляется электрический сигнал, величина которого пропорциональна смещению тела б, а полярность определяет направление его смещения от нулевого положения. Сигнал фотоприемников И поступает на вход усилителя 11, к выходу которого подключена обмотка соленоида 10 обратной связи. При движении акселерометра в направлении оси чувствительности с ускорением 1 тело б перемещается в сторону, противоположную ускорению. На фотоприемниках И возникает электрический сигнал, который усиливается усилителем 11. По обмотке соленоида 10 течет ток и создается сила, приложенная к телу б, пропорциональная его смещению относительно нулевого положения и направленная в противоположную сторону. При постоянном ускорении силы, действующие на тело б, уравновешиваются, и оно не перемещается вдоль сосуда.Выходным сигналом акселерометра является ток обратной связи, протекающий по обмотке соленоида 10.Введение в состав подвижной части прозрачных шайб 9 позволяет исключить деформацию слоя жидкости на пути лучистого потока источников 12 из-за вибрационных возмущений, действия ускорения и теплового расширения. Это приводит к повышению точности датчика смещения и увеличению устойчивости акселерометра.Формула изобретенияАкселерометр, содержащий вращающийся полый прозрачный цилиндр, частично заполненный прозрачной жидкостью, помещенное в сосуд твердое цилиндрическое тело с ферромагнитной вставкой и осевым сквозным каналом, два фотоэлектрических датчика смещения, установленные вне цилиндра по торцам твердого тела, обмотку обратной связи и усилитель, включенный между датчиками смещения и обмоткой обратной связи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя прозрачными цилиндрическими шайбами, укрепленными на торцах твердого тела напротив фотоэлектрических датчиков смещения,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Беклемищев А. И, Кандидатская диссертация. МАИ, 1965,2. Андрейченко К. П. О цилиндрическом гидродинамическом подвесе на подвижном основании. Известия вузов, Приборостроение, 1976,12,3. Горенштейн И. А. и Шульман И. А. Инерциальные навигационные системы, Машиностроение, 1970.(,Составитель А. ШироченскийТехред А. Камышникова Корректор И. Симкина Редактор Л, Тюрина Тип. Харьк, фил. пред. Патент Заказ 1137/44 Изд,357 Тираж 1080 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5