Устройство для измерения ускорения

Союз Советсииа Социапнстичщанк Респубее(22) Заявлено 21.1075 (21) 2182811/18-10с присоединением заявки Нов(23) Приоритет С 01 Р 1502 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) ЗаяВИтЕЛЬ Ленинградский политехнический институт им. М,И, Калинина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейного уско-. рения.В настоящее время подавляющее большинство акселерометров строится по принципу преобразования ускорения в смещение инерционной массы и измерения ее смещения относительно положения равновесия. В качестве дополнительных элементов используются демпферы и подвесы инерционной массы, Инерционной массой могут служить как жидкие, так и твердые тела (11. Известные конструкции линейных акселерометров для получения сигнала в циФровой Форме требуют использования сложных электронных дискретных элементов. Известен угловой акселеропреобразующий усор во вр менной интервал простыми средствами . Он состоит из чувствительной к угловым ускорениям кольцевой капиллярной трубки, расположенной в плоскости перпендикулярной к оси чувствительности, и кольцевой трубки, нечувствительной к измеряемому ускорению, рас: - положенной в плоскости оси чувствительности, заполненнбй ртутью, магнитогидродинамического преобразователя (МГД) и электромагнитного клапана2 1, Клапан содержит плунжер, при перемещении которого трубки либо соединяются между собой двумя каналами, либо одна трубка замыкается диаметральной проточкой, а вторая перекрывается плунжером, Плунжер совершает возвратно-поступательные перемещения под действием напряжения, подключаемого к катушкам, Однако такой акселерометр предназначен только для измерения угловых ускорений и нечувствителен к линейным ускорениям.Целью изобретения является создание акселерометра для измерения линейных ускорений. С этой целью предлагаемое устройство для измерения ускорения содержит систему капиллярных трубок, выполненных в виде трех параллельно расположенных трубок, концы которых соединены перемычками, причем две крайние - заполнены столбиками ртути одинаковой длины, средняя и соединительные грубки заполнены жидкостью меньшей плотности, а на одной из трубок с ртутью размещены электроконтакты датчика г 1 еремещения, электромагнитйый клапан с плунжером, с диаметральным и радиально- осевым67842 15 каналами, срецстно возврата ртутин исходное положение, средство управ"ления, вход которого соединен с электроконтактами, а выход - с катушкамиэлектромагнитного клапана, и источник стабилизированного токаНа чертеже представлено устройство для измерения ускоренияУстройство содержит три капиллярные трубки, концы котбрых соединеныдве боковые трубки 1 заполнены ртутью одинаковой длины, а средняя 2 10и соединительные 3 - заполнены жидкостью с малой плотностью. В местесоединения средней и соединительнойтрубок установлен плунжер 4 электромагнитного клапана с катушкой 5,Плунжер имеет два проточных каналадиаметральный б и радиально-осевой7. В стенку трубки 1 вмонтированыконтактные электроды 8 датчика перемещения ртути и токовые электроды 9системы управления и средство 10возврата ртути н исходное положение,выполненное в данном случае при помощи МГД. Кроме того, имеется система 11 управления, осуществляющаявключение-выключение катушки 5 электромагнита и содержащая источникстабилизированного тока.В исходном состоянии плунжер находится н крайнем верхнем положении,так что канал б соединяет между собой трубки .1 со ртутью, образующиевместе с соединительными трубками 3замкнутый канал. Средняя трубка 2перекрыта плунжером 4. В этом положении при одинаковой длине столбиковртути н трубках 1 создаваемые придействии ускорения х" давления в трубке 1 взаимно-компенсируются, и жид-кость в канале не перемещается.По сигналу системы 11 управления 40включается стабилизатор тока, и токпротскает по электродам 9 черезртуть в трубках 1. При этом создаетсядавление. Под действием давленияртуть перемещается и замыкает контакт ный электрод 8. При этом системауправления отключает источник 11стабилизированного тока, запитываеткатушку 5 электромагнита и запускаетФормирователь времени 10; плунжер 4перебрасывается в крайнее нижнее положение, соединяя через канал б правую трубку 1 с трубкой 2, образуязамкнутый канал. Левая трубка оказывается фотключенной от этого канала. Вследствие разностей плотности ртути и жидкости в трубке 2, поддействием ускорения в канале создается давление. Под действиемдавления ртуть в Канале перемещается вобратную сторону н течение времени 60По истечении времени 1 схемауправления обесточивает катушку 5и отключает стабилизатор тока от 5 4электродов 9. Плунжер 4 перебрасывается в исходное крайнее верхнее) положение, включается МГД-преобразователь, создающий данление ч канале, и отключается ноздейстние ускорений на канал. Под действием ускорения осуществляется обратный расход жидкости, в течение временидо момента замыкания ртутью контакта 8.Таким образом, включение н выключение измеряемого ускорения/ т.е, коммутация линейного ускорения, производимая в предлагаемом устройстве, позноляет осуществлять режим двухтактного интегрирования с .преобразованием линейных ускорений но временной интервал.Применение режима двухтактного; интегрирования позволяет значительно повысить помехозащищенность, повысить линейность интегрирования, исключить зависимость результата измерения от гидравлического сопротивления каналов с жидкостью, а также исключить операцию деления интерналон времени (кодов) и сняэанную с ней гогрешность, что в совокупности значительно повышает точность измерения линейных ускорений.Формула изобретенияустройство для измерения ускорения, содержащее систему капиллярных трубок с ртутью, электромагнитный клапан с плунжером, средство возврата ртути в исходное положение, электроконтакты датчика перемещения,средство управления, вход которого соединен с электроконтактами, а ныход с катушками электромагнитного клапана, и источник стабилизированного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности измерения линейного ускорения, система капиллярных трубок выполнена в виде трех параллельно расположенных трубок, концы которых соединены перемычками, при этом в месте соединения одной из перемычек с центральной трубкой расположен плунжер с диаметральным и радиально- осевым каналами; две крайние иэ параллельных трубок заполнены, столбиками ртути одинаковой длины, средняя и соединительные трубки заполнены жидкостью меньшей плотности, а электроконтакты датчика перемещейия размещейы на одной из трубок с ртутью.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин., М.-Л., Энергия, 1966, с. 605-608.2. Авторское свидетельство 9523357, кл. 6 01 Р 15/02, 1974.678425 Составитель В.Малютинктор Л,Тюрина Техред Л.Алферова Корректор В.Синицкая Заказ исно илиал ППЛ Патентф, г,Ужгород, ул,Проектная,4/ 4550/35ЦНИИПИ Госпо делам 113035, Москва,Тираж 1090 дарственного комит изобретений и откр Ж, Раушская наб Пода СССРийд, 4/