Струнный акселерометр

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное (22) Заявлено 10,05.7 рисоединением заяв сударственныи коми СССР о делам изобретений н открытий, С. Клейме И. Кулакова Московский ордена Ленина авиационный инсти им. Серго Орджоникидзе71) Заявител 54) ННЫИ АКСЕЛЕР 2 ь л ОП ИСИЗОБРЕМУ С Изобретение относится к приборостроению, измерительной технике и может быть использовано для измерения ускорения движения .объекта.В дифференциальном струнном акселерометре под действием инерционной силы, вызванной измеряемым . ускорением, меняется натяжение струн 1. При этом, натяжение одной струны возрастает, а другой - падаО ет, что приводит к изменению собственных частот нх колебаний. Частота колебаний струн имеет квадратичную зависимость от изменения натяжения, а, следовательно, и от измеряемого 15 ускорения. Нелинейность выходной характеристики является существенным недостатком даже в дифференциальной схеме, в которой для уменьшения погрешности от нелинейности приходится существенно ограничивать диапазон изменения натяжения 2. Инерционная масса, связанная со струнами, под действием входного воздействия,перемещается на величину,определя 2 емую упругими свойствами материала струны. Масса на струне является высокодобротной колебательной системой,и в случае,.если на струнный акселерометр воздействует вибрация., имеет ЗО резко выраженный резонансный пик, Обычно для уменьшения амплитуды кол баний инерционной массы вводится демпфер. Однако малые перемещения инерционной массы в струнном акселе рометре практически исключают возможность применения извесных демпферов, например воздушных, для уменьшения амплитуды колебаний массыНаиболее близким. к изобретению по технической сущности является струнный, датчик, содержащий корпус с закрепленной в нем посредством элементов зажима струной, инерционную массу, систему возбуждения и съема сигнала колебаний струны 31.Недостатками струнного датчика являются малые перемещения инерцион ной массы, определяющиеся упругими свойствами материала струны и ограни чивающие применение известных демп ров для защиты струнного акселерометра при измерениях с большим уров нем вибрационных помех; нелинейност зависимости выходной характеристики связывающей частоту колебаний струны с входным воздействием.Целью изобретения является повыение точности измерения за счет инеаризации зависимости частоты732751 На чертеже изображена схема струн эк ного акселерометра.16Струнный акселерометр содержит корпус 1, в котором закреплены направ ляющие, например две оси 2 и 3. Инерционная масса 4 поджата с двух сторон эталонными пружинами 5. Найнерцион" 15 ной массе закрепленаодним концом струна 6 с помощью элемента зажима 7. Второй конец струны. закреплен в элементе зажима 8 корпуса струнного акселерометра. Струна помещена в за эор системы 9 возбуждения и съема колебаний. Инерционная масса имеет цилиндрическое отверстие, в котором размещен поршень 10, например воздушного демпфера. Перемещение инерционной массы ограничивается упорами 11 и 12,Устройство рабобразом.Под действиеммасса отклоняетсявесия на величинувится равной тает спедующи ла изобретения илы инерционная от положения равно- Ьи длина стано(1) 35 С = 3 + 1 о авляя выражение имеем о 8) о(4) колебания струны от перемещенияинерционной массы,Для достижения этой цели в инерционной массе выполнены отверстия,посредством которых она размещенана введенных направляющих, жесткоукрепленных в боковых стенках корпуса, причем струна укреплена перпен"дикулярно направляющим,где,1, -длина струны в начальномположении инерционной массы;3 -удлинение струны от перемещения инерционной массы.Исходя иэ схемы соединения струны и инерционной массы, удлинение струны определяется как гипотенуза в прямоугольном треугольнике, где один из катетов есть струна, длина которой 1 о, а второй - перемещение л инерционной массы) Так как д2 1 , то выражение (4) может быть записано в виде3 дЛ 2 С(5)оАнализируя выражение (5) видим,что в первой части равенства л28,откуда следует, что Д с Ь , т.е. удлинение струны меньше перемещения инерционной массы.Удлинение струны 8 по закону Гукавивалетно изменения силы Р, равнойГ: р - 8, (6)ое Е - модуль упругости материаластруны;Я - площадь поперечного сечения струны.Изменение частоты колебаний стру 111 с учетом (5) запишем в виде 1 6 2 М р= Са (7) где у - линейная плотность материалструны; Л Еь -- коэффициент преобраэова Я ния.Согласно выражения (7) изменение частоты колебания струны пропорционально перемещения инерционной массыФорму Струнный акселерометр, содержащий корпус с закрепленной в немпосредством элементов зажима струнойинерционную массу, систему возбуждения и съема сигнала колебанийструны, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности измерения за счет линеаризациизависимости частоты колебания струны от перемещения инерционной массы,в инерционной массе выполнены отверстия, посредством которых ону размещена на введенных направляющих,жестко укрепленных в боковых стенках корпуса, причем струна укреплена перпендикулярно направляющим,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе732751 Составитель И.МараховскаТехред Э.Чужих Корректор едактор И.Васильев каз 173 Подписи Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная,ЦНИИП по 1 1 3035, Тираж 101 осударственно елам изобретен ква, Ж, Ракомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/