Акселерометр

О П И С А Н И Е853555ИЗЬБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиереспубликс присоединением заявки М Гасударственный камнтет С С Сф на денем изобретений н етерытнй(71) Заявитель Харьковский физико-технический институт низк температур АН Украинской ССР(54) АКСЕЛЕРОМЕТР Изобретение относится к иэмеренито па - рамегров движения, в частности к акселерометрам с жидкостной инерционной массой, и может быть также использовано для измерения ускорения силы тяжести.Известные акселерометры, содержащие ф ампулу, частично заполненную жидкостью, и датчик перемещения жидкости, имеют недостаточную чувствительность из-а вязкого трения жидкости о стенку ампуАкселерометры же с жидким чувст вигельным элементом, заключенным во вращающемся сосуде, связанным с приводом постоянной скорости, и с фотоэлектрической системой измерения положения жид 13 кости обладают дополнительной погрешностью вследствие влияния боковых и вибрационных ускорений 121Наиболее близким по технической сущЗО ности и достигаемым результатам является устройство, содержащее установленную с воэможностью вращения вокруг вертикальной оси емкость, заполненную жид 2костью из двух компонент с различной оптической прозрачностью, и фогоэлектричес кую систему измерения положения жйдкости с источником света и фотоприемником, расположенным на границе раздела жидкостей, В нем жидкость состоит из смеси двух компонент с различными плотностями и с различными коэффициентами оптиче скоГ прозрачности, боковые стенки цилиндра выполнены прозрачными, а источник света и фотоприемники расположены неподвижно напротив диаметрально противоположных сторон цилиндра, причем фотоприемники установлены в зоне теневой проекции границы раздела жидкостей, Зля получения информации о величине и знаке ускорения применяется фотоэлектрический . способ, основанный на испопьзовании теневой проекции параболоида вращения (поверхности раздела между двумя жидкостями) на плоскость расположения фотс электрических приемников 1.31 .Однакотакой акселерометр обладаег не. достаточно высокой чувствительностью всвязи с тем, что степень перераспередлеиия теневой проекции параболоида вращения,цо плоскости расположения фотоэлектрических приемников не определяется объемомжидкости, заполняющей полый цилиндр.Зля повышения чувствительности акселерометра в нем еМкость выполнена в виде двух одинаковых сосудов, соединенныхмежду собой прозрачной капиллярной трубой с горизонтальным средним участком,с боковых сторон которого расположеныисточник света и фотоприемник, причемвертикальная ось одного из сосудов совпадает с осью вращения емкости,На чертеже представлена упрощеннаяконструктивная схема акселерометра.Акселерометр содержит два одинаковыхцилиндрических сосуда 1 и 2, заполненныхжидкостью, состоящей из двух химическине взаимодействующих между собой компонент 3 и 4 с различной степенью оптической прозрачности, прозрачную капиллярную трубку 5, соединяющую сосуды 1 и 2,источник света 6, фотоприемник 7, противовес 8, предназначенный для центрирова 25ния платформы 9, на которой установлены все описанные выше элементы. Токосъем 10 предназначен для питания источника света 6 и для снятия информации овеличине ускорения с фотоприемника 7, Ак 30селерометр имеет подшипники 1 1, двигатель-привод 12, измерительный усилитель13. Вертикальная ось сосуда 1 совпадаетс осью вращения платформы О. А ось сосуда 2 смещена относительно оси враше 35ния платформы 9 на величину не менеедиаметра сосуда 1,Акселерометр работает следующим образом,При вращении платформы 9 с угловой40скоростью Щ свободная поверхность вращающейся жидкости в обоих цилиндрических сосудах 1 и 2 принимает форму параболоида вращения, а столб жидкости,45находящейся в горизонтальной части сообщающей трубки 5, будет перемещаться всосуд 2 под действием центростремительной силы до тех пор, пока сила давлениясо стороны вошедшей в сосуд 2 жидкостине достигнет такой величины, которая обе 50спечивает горизонтальному столбу жидкости в трубке 5 необходимое центростремиютельное ускорение, Угловая скорость Жвыбирается такой, чтобы граница раздела55двух компонент жидкости 3 и 4 установилась по центру горизонтальной части трубки 5. Положение этой границы при измерении ускорений, направленных по оси вращения платформы , фиксируется фо оэлектрической системой, в состав которой входят источник света 6, фотоприемник 7 иизмерительный усилитель 13,При условии, что плотности двух компонент жидкости 3 и 4 равны, перетекающийиз сосуда 1 в сосуд 2 объем жидкостиравен7 Ю 1 цд4 2 1 я.2где К - радиус окружности цилиндрическихсосудов 1 и 2;О 1- угловая скорость вращения платформы 9;- расстояние между осями цилиндрисческих сосудов 1 и 2;- измеряемое ускорение, напримерсилы тяжести, направленное вдоль осичувствительности прибора (оси Э), Г изменением ускоренияна величинуЬпроисходит дополнительное изменение объемаЧ на величину ЬЧО.- -дЧЭ 1При этом границы раздела двух компонент 3 и 4 жидкости сместится на величину Ь%:ьь , аМгд Г- радиус сообщающей трубки 5,Таким образом, чувствительность уст.ройства пропорциональна отношению квадратов радиусов цилиндрического сосуда исообщающей трубки 5.Благодаря более полному использованиюсуммарного объема жидкости конструкцияакселерометра позволяет достичь болеевысокой чувствительности,формула изобретенияАкселеромегр, содержащий установленную с воэможностью вращения вокруг вертикальной оси емкость, заполненную жидкостью из двух компонент с различной оптической прозрачностью, и фотоэлектрическую систему измерения положения жидкости с источником света и фотоприемником, расположенным на границе раздела жидко-, стей, о г л и ч а ю щ и й с я тем, чго, с целью повышения чувствительности акселерометра, в нем емкость вЫполнена в виде двух одинаковых сосудов, соединенный между собой прозрачной капиллярной трубкой с горизонтальным средним участком, с боковых сторон которого расположеныисточник света и фотоприемник, причемвертикальная ось одного из сосудов совпадает с осью вращения емкости,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 494698, кл, Я 01 Р 15/08,10.04,74,Составитель В. Лукомскийлиппова Техред Н, Ковалева К ктор Н, Швыдкая едак Подп ираж 907ого комитета и открытий Раушская на СССР д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ая, 4 Заказ 5665/2 1ВНИИПИ Государствепо делам изобретен113035, Москва, Ж55,62. Авторское свидетельство СССРЯо 475552, кл, б 01 Р 15/08,04,07,7 3. 3, Авторское свидетельство СССРМо 479034, кл, б 01 Р 15/08,