Акселерометр

Союз Советских Социанстическик РеспубпнкО 01 Р 15/13 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий72) Авторизобретени никин 71) Заявитель 4 .АКСЕЛЕРОМЕТР к измерибыть испольейных ускоре лю",Изобретение относитсятельной технике и можетэовано для измерения линний движущихся объектов.5Известен акселерометр с силовым уравновешиванием, содержащий йервичный преобразователь,инерцйонный элемент на упругом подвесе, систему силового уравновешивания и вторичный преобразователь. Подвес акселерометра содержит две упругие направляющие, каждая из которых состоит из трех отдельных пластин, из пластины или инвара с керамическими наконечниками, предназначенными для крепления плас тин к корпусу акселерометра и к инерционному элементу 11.Однако наличие упругих направлющих не позволяет повысить чувствителЬ ность приборов, работающих в услови ях воздействия боковых вибраций,ударов и линейных ускорений, 1 гак как уменьшение осевой жесткости подвеса эа счет уменьшения толщины плоских пластин связано с уменьшением боковой жесткости подвеса.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее инерционный элемент на упругом подвесе, преобразователь перемещения инерционного элемента, узел отрицательной жесткости в виде замкнутого магнитопровода с обращенными друг к другу одноименными полюсами и двух постояяных магнитов, обмотки силового уравновешения, демпфирующие обмотки 2).Цель изобретения - повышение точности измерения за счет линеаризации силовбй характеристики подвеса.Поставленная цель достигается тем что инерционный элемент выполнен в виде кольца из магнитопроводного материала и расположен в зазоре между разноименными полюсами постоянных магнитов соосно кольцевому полюсу магнитопровода.На чертеже схематично представлен предлагаемый акселерометр.Магнитная система акселерометра содержит два постоянных магнита 1, соединенных с магнитопроводящими крышками 2 и имеющих на концах долюс ные наконечники 3, магнитопровод 4 с кольцеобразным полюсом в середине.На полюсах наконечниках 3 расположены неподвижные электроды 5 переменных конденсаторов емкостного преобразователя. В зазоре между посами наконечников 3 расположен подвижный элемент б узла отрицательной жесткости, выполненный из магнитопроводящего материала в виде кольца. Элемент 6 жестко соединен скольцами 7, к которым прикреплены упругие элементы 8, В средней части элемента 6 размещены подвижные электроды 9 конденсаторов емкостного преобразователя. Вокруг цилиндрических магнитов 1 размещены обмотки 10 силового уравновешивания, обмотки 11 демпфирования и обмотки 12 ЭДС. Элемент б, кольца 7 и подвижные электродьт 9 являются инерционным элементом акселерометра. Упругие элементы 8 обеспечивают перемещение инерцион ного элемента вдоль оси чувствительности при воздействии на нее вектора измеряемого ускорения,Силовую характеристику отрицательной жесткости возможно менять в ши роких пределах, например с увеличением внутреннего диаметра подвижного диаметра подвижного элемента б уменьшается наклон характеристики и увеличивается ее линейный участок. 2Акселерометр работает следующим образом.При нейтральном положении инерционного элемента электрическая схема акселерометра сбалансирована и выходной сигнал равен нулю.При воздействии измеряемого ускорения а по оси чувствительности акселерометра инерционный элемент смещается, при этом усилие упругих элементов 8 противодействует этому смещению, но при смещении элемента б иэ нейтрального положения возникает усилие притяжения его к одному из полюсов (усилие отрицательной жесткос" ти, которое частично или полностью 40 нейтрализует усилие противодействием упругих элементов б. Наличие отрицательной жесткости обеспечивает увеличение смещения инерционногоэлемента. Смещение обеспечивает раз баланс конденсаторов емкостного преобразователя. Сигнал разбаланса усиливается и подается на выход и одновременно на силовую обмотку 10. Взаимодействие полей обмоток 10 с полями постоянных магнитов 1 вызывает перераспределение магнитного потока в зазорах магнитной системы, которое действует на элемент б и создает усилие, возвращающее инерционный элемент в нейтральное положение,При изменении измеряемого ускорения или при наличии вибрационных ускорений происходит смещение инерционного элемента, которое вызывает перераспределение потоков в магнитной системе. В результате перераспределения потоков в обмотках 12 наводится ЭДС, пропорциональная скорости смещения инерционного элемента, которая через усилитель подается на обмотки 11, поля которых вызывают перераспределение поля магнитной системы. Перераспределение поля воздействует на инерционный элемент и уменьшает его скорость смещения (осуществляет демпфирование) .Предлагаемый акселерометр позволяет улучшить линейность силовой характеристики подвеса, так как возможность регулировки отрицательной жесткости обеспечивает возможность ее сложения с характеристиками упругих подвесов акселерометров различных диапазонов измерения.Формула изобретенияАкселерометр, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе,преобразователь перемещения инерционного элемента, узел отрицательнойжесткостИ в виде замкнутого магнитопровода с обращенными друг к другуодноименными полюсами и двух постоянных магнитов, обмотки силового урав.новешивания, демпфирующие обмотки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияза счет линеаризации силовой характеристики подвеса, инерционный элемент выполнен в виде кольца из магнитопроводного материала и расположен в зазоре между разноименнымиполюсами постоянных магнитов сооснокольцевому полюсу магнитопровода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3643513,кл. 73-517, опублик. 1972.2. Авторское свидетельство СССРМ 191378, кл. 0 01 Ь 9/10, 1966 (прототип) .883745 Составитель И. Полунинаедактор Г. Волкова Техред М. Рейвес КоррекТор М.Ш 02 иал ППП Патент г, Ужгород, ул. Проек 3/66 Тираж 910 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушс