Способ определения параметров маятникового компенсационного акселерометра

Своз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 300779 (21) 2801933/18-10с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 2309,81. Бюллетень Иф 35Дата опубликования описания 230981 Р 1 М3 С 01 Р 21/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.И. Баженов, А.Т. Брищук, Н.А. Горбачев и К.А. Гурович 1 Заявите 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАЯТНИКОВОГО КОМПЕНСАЦИОННОГО АКСЕЛЕ РОМЕТРА а 3 е +дЗУаа -ь 4 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля маятниковых компенсациойных акселерометров с упругим подвесом (УП) чувствительного элемента при определении крутизны характеристики датчика угла(ДУ) и относительной жесткости упругого подвеса маятника.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения характеристики маятникового компенсационного акселерометра, заключающийся в развороте акселерометра на заданные углы относительно вектора ускорения силы тяжести и измерении выходных сигналов (ЦНедостатком известного способа является невозможность определить крутизну характеристики датчика угла и жесткость упругого подвеса.В соответствии с известным способом, акселерометр наклоняют от нулевого положения на угол, больший угла отклонения маятника. При этом сила тяжести действует на маятник в направлении от нулевого положения, а так как упругая сила всегда направлена к нулевому положению, то моменты силы тяжести и упругой силы во всех положениях вычитаются иразделить их принципиально невозможно. Значит невозможно определитькрутизну и жесткость. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет разделения влияния жесткости упругого подвеса и крутизны характеристики датчика угла на результат измерения.Укаэанная цель достигается тем, что акселерометр устанавливают в два нулевых положения - маятник вверх и маятник вниз, в каждом из этих положений введением рассогласования в контур обратной связи отклоняют маятник в обе стороны от каждого нулевого положения, измеряют сигналы датчика угла до и после отклонения маятника, по изменениям сигнала акселерометра рассчитывают крутизну характеристики датчика угла и относительную жесткость упругого подвеса маятника по формулам0К 20 25 2 К О и относительной жесткости 30 етения и изменения тока датчика момента приотклонениях маятника в двух нулевыхположенияхН55 Другой способ отклонения маятни- М ка заключается в смещении нуля датчика угла. В этом случае сигнал с датчика угла не будет изменяться при отклонении маятника, и для определения крутизны надо при отклонениях где К - крутизна характеристикидатчика угла;К - крутизна выходной характетристики акселерометра;О - сигнал с датчика угла приотклонениях маятника;д 3 - разность выходных сигналовакселерометра при отклонениях маятника от нулевогоположения - маятник вверх;,а 3 " разность выходных сигналовакселерометра при отклонениях маятника от нулевогоположения - маятник вниз;а - жесткость упругого подвесамаятника.Маятник отклоняют смещением нуля датчика угла, а при отклонениях от нулевого положения - маятник вниз раэьыкают цепь обратной связи и измеряют сигнал с датчика угла.На фиг. 1 показано нулевое положение акселерометра - маятник вверх; на фиг, 2 и 3 - положения маятника при отклонении на угол +от положения маятника вверх; на фиг. 4 - нулевое положение акселерометра - маятник вниз; на фиг. 5 и б - положение маятника при отклонении наугол +р от положения маятник вниз.Сигнал рассогласования можно ввести в любую точку контура обратной связи акселерометра, т.е, на вход усилителя, между его каскадами или на выход.При этом уровень необходимого сигнала будет зависеть от коэффициента усиления участка от входа усилителя до точки ввода сигнала.При отклонений маятника на углырот первого нулевого положения (фиг. 2 и 3) измеряют сигналы с Ду, т.е. напряжения О и О, и выходныеисигналы, т.е. токи датчика момента (ДМ) Д,( и 3, .Аналогично, при отклонениях маятника от второго нулевого положения (фиг. 5 и б)измеряют напряжения Од, О и токи 3, 3 . Эатем вычисляют среднее значение сигнала с датчика углаийО + О.у + О + Оот втоРого нулевого положения Разомкнуть цепь обратной связи и измеритьцнапряжения 0 и О, при этом среднее значение сигнала с датчика угла бу- дет нц ".а ",2По величинам 0,63, дЗ можно рассчитать крутизну характеристики датчика угла и относительную угловую жесткостьупругого подвеса СВ = +вмгде С - .угловая жесткость упругогоподвеса;И; статический момент маятника.Из уравнений равновесия маятника в отклоненных положениях получаем формулы для расчета крутизны характеристики датчика угла Для повышения точности измерения угол отклонения маятника выгодно увеличить.Пределом является угол, при котором. маятник ляжет на упор.Предложенный способ позволяет определить жесткость упругого подвеса маятника и крутизну характеристики датчика угла в собранном (закрытом) акселерометре Сеэ погрешности, вызываемой влиянием жесткости упругого подвеса на результат, измерения. 4формула иэобр 1. Способ определения параметРов маятникового компенсационного акселерометра, заключающийся .в развороте акселерометра на заданные углы относительно вектора ускорения силы тяжести и измерении выходных сигналов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерейия за счет разделения влияния жесткости упругого подвеса и крутизны характеристики датчика угла на результат измерения, акселерометр устанавливают в два нулевыхположения. - маятник вверх и маятник вниз, в каждом из этих положений введением рассогласования в контур обратной связи отклоняют маятник в обе стороны от каждого нулевого положения, измеряют сигналы датчика угладо и после отклонения маятника, поlдЗ-ь.Э Ф ф 2 аЭ 4 где К. Кт и=оР=ЗфлФиг.4 ставитель И. Похред А,Бабинеп а низкая Редактор ГВолкова оррект аказ 8067/67 ВНИИ по 113035, Тираж .910Государственного коми лам изобретений и от сква, Ж, Раушская Подписноеа СССР д. 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 изменениям сигнала с датчика угла ивыходного сигнала акселерометра рассчитывают крутизну характеристикидатчика угла и относительную жесткость упругого подвеса маятника по,формулам крутизна характеристикидатчика угла;крутизна выходной характеристики акселерометра;сигнал с датчика угла приотклонениях маятника;разность выходйых сигналовакселерометра при отклонениях маятника от нулевого положения - маятник вверх;дЗ - разность выходных сигналовакселерометра при отклонениях маятника от,нулевогоположенйя - маятник вниз;5в - жесткость упругого подвесамаятника2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что маятник отклоняют смещением нуля датчика угла, апри отклонениях от нулевого положения - маятник вниз размыкают цепь обратной связи и измеряют сигнал с датчика угла. 15Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 647611, кл. 6 01 Р 21/00, 1976