Дефференциальный струнный акселе-pometp

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналнстнческих Республик(22) Заявлено 130378 (21) 2589268/18-10 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений. и открытий(72) Автор изобретения В.С.Клейменов11Московский ордена Ленина авиационйый институтим.Серго. Орджоникидзе -(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ СТРУННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР Изобретение относится к измере-. нию параметров движения в частности к струнным акселерометрам.Известны струнные акселерометры с линеаризацией выходной характеристи.ки путем использования системы стабилизации суммы Г 11 или разности2 частот . Первые .из них обладают высокой чувствительностью, но узким диапазоном измерения, а вторые - низкой чувствительностью н широким диапазоном измерения. Цель изобретения - расширение диапазона измерений акселерометра.Цель достигается тем, что акселерометр снабжен управляемым переключателем , коммутируемые входы которого подключены к выходам второго и третьего смесителей, один выход свя зан со входами исполнительных механизмов, а второй - с измерителем выходной частоты, в качестве которого использован измеритель с автоматическим выбором предела измерения, при этом, выход переключателя предела из" мерения измерителя частоты соединен с управлякщим входом управляемого переключателя, а упругие элементы авто- генераторов установлены так, что они З 0 создают разное начальное натяжение струн.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого акселерометра; на фиг. 2 - его выходная характеристика.Акселерометр (фиг.1) содержит два струнных автогенератора со стру- нами 1,1 , упругими элементами 2,2 инерционной массой 3,3 и системой 4,4 возбуждения и съема колебаний. Один конец струны 1 через массу 3 и упругий элемент 2 соединен с корпусом 5, а другой в , с силовым исполнительным механизмом 6,6 . Струны включены, в цепи усилителей-автогенераторов 7,8, которые поддерживают незатухающие колебания струн. Выходы автогенераторов 7,8 подключены на вход первого смесителя 9, обеспечивающего выделение суммы и разности частот струн. Разность частот струн (Г -У) с выхода смесителя 9 через избирательный усилитель 10 поступает на один из входов второго смесителя 11, второй вход которого подключен к выходу генератора 12 опорных частот. Сумма частот струн (С +1) через избирательный усилитель 13 поступает на вход третьего смесите4 838587 формула изобретения ТС 0М 26 Жу +И Дифференциальный струнный аксе(2) 65 лерометр, содержащий корпус, два ля 14, второй вход которого связан со где ТС - предельное натяжение струвторым выходом генератора 12 опорных ны под действием ускорениячастот. Выходы вжрого 11 и треть"на втором поддиапазонеего 14 смесителей соединены со входа- (фиг. 2) .ми управляемого переключателя 15. При переходе с одного поддиапазонаОдин выход 1 б управляемого переключа на другой (фиг.2, точки А и С) изтеля 15 связан со входом измерителя меряемое усилие изменяется на по 17 выходной частоты, содержащего счет- рядок, но одновременно изменяется усиный регистр и переключатель предела лие прикладываемого от силового исполизмерения, выход которого 18 связан с нительного механизма. Это изменениеуправляющим входом переключателя 15. 1 происходит так, что суммарное усилиеВторой выход 19 переключателя 15 прикладываемое к струне, не изменяетсвяэан О управляющими входами сило- ся. В результате такой работы обеспевых исполнительных механизмов б,б. :чивается одинаковое приращение часУправляемый переключатель 15 пос- тот на разных поддиапазонах.троен таким образом, что при работе Из выражений (1) и (2) следует,измерителя 17 частоты на младшем 15 чтоподдиапазоне выход смесителя 14 под ТЬ (ЯО +о 2)ключен к управляющему входу силовыхС 01 02.исполнительных механизмов б,б . ИзНС ТИ -У)(3)меритель 17 частоты имеет декадный Для случая, когда коды в точках А ипереключатель предела измерения2 О С (фиг. 2) равны, выражение (3) моУпругие элементы 2,2 установлены так жет быть представлено в видечто они создают в струнах 1,1 раз;ное начальное натяжение. Массы 3,3сделаны равными. 8 О 02(4)устройство работает следующим25 откуда следует, что при соответствуобразом.ионной силыющем выборе начальных частот Г иПод действием инерционной снеобходимый диапазон измерениям натяжение одвызываемой ускорением натяжение д может быть разбит на два поддиапазонаной струны возрастает, а другой с различной крутизной преобразовападает,. Диапазон измеРений Рабт ЗО ния. Таким образом, повышается точна два поддиапазона. На первомность и расширяется диапазон измереподдиапаэоне используется стабилизация разности частот стРун, а на вто Если выбрать начальную частотуром - суммы частот струн. При этомодной из струн Г 0 = 11 кГц, а другойдействие системы: стабилизации час- З 5 у 02 = 9 кГц, то согласно выражениютот таково, что приращение частотй(4) диапазон измерения расши ится насобственных колебаний стРУн лине - величину, равиуюРно связано с измеряемым ускорением,. Выходной сигнал акселерометра + М+ЯО+ 02.по шине 1 б подается на вход измери 11-9теля 17 частоты, блок управления 4 О 01 02которого обеспечивает цикличность Прк этом значения опорных частотизмерения (.31 . генератора 12 составят Г 0 = 20 кГц,При этом на .первом поддиапазоне у= 2 кГц.в счетчике может быть записан макси- В предлагаемом акселерометремальный код, равный 45 Один поддиапазон может иметь максиТВ О мальную величину ускорения + 10 ди значение цены одного импульса 1 Фд,ц 6( -Ма второй поддиапаэон, на которомгде Т 8 - предельное натяжение стру- .кРУтизна выше, может иметь максины под действием ускорения 50 мальную величину ускоРения19 и2), значение цены одного импульса 10 д,-3фиг.2интервал измерения часто- ф что дает Расширение диапазона измерения От 10 д ДО 10 де При этОмточность измерения ускорения сотавит-Ф6 . - линейная плотность струны; 55 10 относительных единиц.начальные частоты автоге 011 02 ,ство позволяет расширить диапазоннераторов.измерения за счет изменения крутизНри дальнейшем Р Ращальнейшем приращении усконы преобразования при больших ускорения измерение производится нарениях.втором поддиапазоне. Значение максимального кода для второго поддиапазона определяется выражениемПодомктета СССРи открытийкая наб.,д аэ 4419/68ВНИИПИ Тираж 907 Государственного о делам изобретений Москва, Ж, Раушсисн 5 130 ПП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 или струнных автогенератора, каждый изкоторых образован инерционной массой,связанной с корпусом упругим элементом,закрепленным на корпусе силовым исполнительным механизмом, струной, присоединенной концами к инерционной массе и исполнительному механизму, исистемой возбуждения струны, системустабилизации частот, включающую в себя подключенный к выходам автогенераторов первый смеситель, связанныес выходами первого смесителя второй итретий смесители и генератор опорныхчастот, выходы которого соединены соответственно со вторыми входами второго и третьего смесителей, а такжеизмеритель выходной частоты акселерометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен управляемюм переключателем,-коммутируеьаае входы которого подключены к выходам второго и третьего смесителей, один выход связан со входами исполнительных механизмов автогенераторов, а второй - с измерителем выходной частоты, в качестве которого использован измеритель с автоматическим выбором предела измерения, при этом выход переключателя предела измерения измерителя частоты соединен с управляющим входом управляемого переключателя, а упругие элементы автогенераторов установлены так, что они создают разное начальное натяжение струн.Источники информации 1 принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР В 423045, кл. 6 01 Р 3/60, 310372.2, Патент СОЗА Р 3464255, кл. 73-1, 02.09.69.3. Юляндин В.М. Цифровые измерительные. преобразователи и приборы. М., Высшая школа", 1973, с.144-147.