Акселерометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеслублик 1 ц 845102(51) М, К,. б 01 Р 15/08 Гесударстееииый иемитет Опубликовано 07;07.81. Бюллетень25Дата опубликования описания 09,07.81ло делам изобретеиий и аткрытий(71) Заявитель 54) АКСЕЛЕРОМЕТР Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к линейным поплавковым акселерометрам.Известные конструкции поплавковых акселерометров имеет ограниченный диапазон измерения и малую точность 1, либо обладают погрешностями, обусловленными заполнением жидкостью всей полости между чувствительным элементом и корпусом 2.Наиболее близким по достигаемым результатам является устройство, содержащее вращающийся полый прозрачный цилиндр, частично заполненный прозрачной жидкостью, чувствительный элемент с постоянным магнитом и продольным отверстием, фотоэлектрический датчик положения, обмотку обратной связи и усилитель, включенный между датчиком положения и обмоткой обратной связи 3.Его недостатком является наличие жидкости в оптических каналах фотоэлектрического датчика положения, что отрицательно сказывается на работе последнего и ограничивает точность измерения ускорения.Для повышения точности в предлагаемом акселерометре торцовые части осевого отверстия чувствительного элемента выполнены конически расширяющимися, при этом часть этих поверхностей выполнена зеркальной, а ось ротора снабжена двумя световодами, расположенными параллельно оси вращения ротора. Причем входные торцы световодов расположены в торце оси ротора, а выходные торцы - у зеркальных поверхностей чувствительного элемента.На чертеже представлена упрощеннаяконструктивная схема устройства.Устройство содержит цилиндрический 10 полый ротор 1, частично заполненный жидкостью 2. Внутри ротора 1 размещен чувствительный элемент 3, имеющий продольное отверстие, через которое проходит ось 4, жестко связанная с ротором 1. Ротор 1 установлен в корпусе на подшипниках 5 исвязан одним концом оси 4 с приводным двигателем постоянной скорости 6. У торца противоположного конца оси 4 установлен оптический излучатель 7, а внутри самой оси 4 размещены световоды 8 и 9. Продольное отверстие чувствительного элемента 3 имеет у каждого конца коническое расширение 10, часть поверхности которого 11 выполнена зеркальной. Угол при вершине конического расширения составляет 90.845102сут в себе информацию о величине и направлении измеряемого ускорения. Исключение жидкости из оптического канала фотоэлектрического датчика положения за счет данной конструкции чувствительного элемента ь-и сосуда позволяет повысить точность измерения линейных ускорений. При этом улучшается чувствительность фотопреобразователя, а в конструкции акселерометра может быть использована жидкость без учета ее оптических характеристик,о формула изобретения Кроме этого, устройство включает фото приемники 12 и 13, установленные в корпу се у торцов сосуда 1; указатель-преобразо ватель 14 сигнала с фотоприемником; сило вые обмотки 15 и 6 магнитоэлектрического исполнительного элемента; постоянный кол цевой магнит 17, установленный на чувст вительном элементе 3 и являющийся элемен том обратной связи; торцовые крышки 18 ротора 1, выполненные прозрачными для по тока излучения оптического излучателя 7Акселерометр работает следующим обра зом.Ротор 1 с помошью двигателя 6 приводится в равномерное вращение. В результате жидкость 2, частично заполняюшая ротор 1, отбрасывается к периферийной части полости и происходит взвешивание чувствительного элемента 3. При этом часть чувствительного элемента 3 находится в жидкости 2, а часть - в газовой среде.В исходном положении при отсутствии ускорения чувствительный элемент 3 занимает такое положение относительно силовых обмоток 15 и 16 магнитоэлектрического исполнительного элемента, при котором от зеркальных поверхностей 1 чувствительного элемента 3 на фотоприемники 12 и 13 подают равные потоки излучения, вследствие чего силовые обмотки 15 и 16 оказываются обесточенными. При наличии линейного ускорения, вектор которого коллинеарен оси вращения, чувствительный элемент 3 будет смещаться вдоль этой оси. В результате световые потоки от оптического излучателя 7, -проходящие по световодам 8 и 9 и падающие на поверхность конического расширения 10, будут в неодинаковой мере попадать на зеркальную поверхность 11, а следовательно, и на фотоприемники 12 и 3. В результате на выходе усилителя-преобразователя 14 появится сигнал, а по силовым обмоткам 15 и 16, включенным последовательно и встречно, будет протекать электрический ток. При протекании электрического тока по силовым обмоткам 15 и 16 и его взаимодействии с магнитным полем постоянного кольцевого магнита 17 возникает магнитоэлектрическая сила, стремящаяся возвратить чувствительный элемент 3 в исходное состояние. Величина и направление тока в обмотках неАкселерометр, содержащий установленный в корпусе на подшипниках полый цилиндрический ротор, частично заполненный жидкостью, чувствительный элемент с продольным осевым отверстием внутри, снабженный кольцевым постоянным магнитом, приводной двигатель, связанный с осью ро тора, фотоэлектрический датчик положения,подсоединенный ко входу усилителя, и обмотки магнитоэлектрического исполнительного элемента, подключенные к выходу усилителя и охватываюшие ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения ускорения путем удаления жидкости из оптического канала датчика положения, торцовые части осевого отверстия чувствительного элемента выполнены конически расширяющимися, при этом часть этих зо поверхностей выполнена зеркальной, а осьротора снабжена двумя световодами, расположенными параллельно оси вращения ротора, причем входные торцы световодов расположены в торце оси, ротора, а выходные торцы - у зеркальных поверхностей чувствительного элемента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Горенштейн И. А. и Шульман И. А.4 о Инерциальные навигационные системы. ММашиностроение, 19 О, с. 117 - 120,2. Патент США Мо 3550457, кл. 73-503,опублик. 1968.3, Авторское свидетельство СССРМо 637677, кл. 6 01 Р 15/08, 1976 (прототип).акаренко едактор О. Филипповааказ 4138/3ВНИИПИпо13035, МФилиал ППП Составитель К. ЛукоТехред А. Бойкас Тираж 907 Государственного ком елам изобретений и о сква, Ж - 35, Раушска Патент, г. Ужгород,тета Скрытий на 6., л. Про Корректор ЮодписноеСР4/5ктная, 4