Акселерометр

ЯО 1007017 А СОЮЗ СОЮТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЮВ 01 Р 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И БЬЙ 4 Ь(4 ";," й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(21) 3326250/18-10(72) Ю.Г,Брунштейн и А,В,Троценко (71) Отделение Всесоюзного научно-ис ,следовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока в г.Севастополе (53) 531. 768 (088. 8)(54)(57) АКСЕЛЕРОИЕТР, содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и заполненных рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания,о т л и ч а ющ и й с я тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей за счет одновременного и независимого измерения углового и линейного ускорений, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены канапом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни иэ которых включены в цепи каждого электрода, а другие - Е в общую цепь двух электродов.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угловых илинейных ускорений в электрическийсигнал.Известен акселерометр, содержащийзамкнутый полый контур, заполненныйрабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрическийсигнал, установленные симметричноотносительно его центра масс Г 1 .Описанный акселерометр являетсяоднокомпонентым и предназначен дляопределения параметров углового нестационарного движения. Для одновременного измерения в направлении взаимно перпендикулярных осей параметровуглового и линейного компонент нестационарного движения дополнительно используют линейный акселерометр, измерительная ось которого перпендикулярна измерительной оси углового акселерометра. Такой акселерометр, образованный двумя акселерометрами,смонтированными совместно, имеет инструментальную погрешность, обусловленную неперпендикулярностью их измерительных осей, возникающей при монтаже и эксплуатацииУстановка перпендикулярности измерительных осейпредставляет известные технологические трудности.Известен также акселерометр,содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и 35заполненных рабочей жидкостью, и преобразоватЕлирасхода жидкости вэлектрический сигнал, установленныев каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные 40электроды которых подключены черезрезистор к источнику питания.Этот акселерометр позволяет измерять параметры линейного и угловогокомпонент нестационарного движения.В акселерометре отсутствует погрешность, обусловленная взаимной неперпендикулярностью измерительныхосей Г 2 .Недостатком известного акселерометра является невозможность выделения информации одновременно и независимо о линейном и угловом ускорениях.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей 55за счет одновременного и независимо. -го измерения углового и линейного ускорений.Поставленная цель достигается тем,что в акселерометре, содержащем два 60сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и заполненных рабочейжидкостью, и преобразователи расходажидкости в электрический сигнал, ус тановленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие - в общую цепь двух электродов.На фиг.1 изображена схема акселерометра, на Фиг,2 - электрическая схема измерений выходных сигналов акселерометра.Акселерометр содержит два полых замкнутых сообщающихся контура 1 и 2, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, заполненных .рабочей жидкостью 3. В контурах 1 и 2 установлены электрохимические преобразователи 4-7 расхода жидкости 3 в электрический сигнал, по два в каждом контуре, симметрично относительно центра масс точка О). Части контуров 1 и 2, разделенные преобразователями 4-7, сообщены каналом 8, заполненным инертным газом 9. КаждЫй из преобразователей 4-7 выполнен в виде двух измерительных электродов К и К и общих для всех преобразователей электродов Аи А 2. Электроды А 1,А 2, КК 2 КК 2 К 1 К 2 К, К 2 под 1 2 2 2 Э Э + Ф ключенные к источнику постоянного тока, с рабочей жидкостью 3 образуют обратимую окислительно-восстановительную систему.Внутренний диаметр канала 8 награницах раздела газ 9 - жидкость 3 выполнен монотонно уменьшающимся и переходящим в капилляр, что обеспечивает, за счет сил поверхностного натяжения жидкости 3, удержание газа 9 в канале 8.Измерительные оси угловых ускорений представлены осями ОХ и ОУ, а измерительная ось линейного ускорения - осью 02.Электроды А и А 2 подключены непосредственно к аноду гальванического источника Е питания посредством одноименных ответных частей разъемных соединений (фиг.1 и 2), Аналогично через резисторы к и й электроды К, ч 8 ны к катоду"источника Е питания. резисторы В установлены индивидуально в каждую цепь перечисленных электродов, а резисторы 8-в общую цепь двух электродов К и Й 2 К" и К Ки К , К 2 и Кразличных преобраЭ 4 3 . " 1 2 зователей одного контура. К резисторам Вв цепях электродов К" и К ,1 2К и К 2 преобразователей 4 и 5 контура 1. й в цепях электродов К и К 4 Ъра 2 подключены усилительно-согласу-ющие устройства 10, выходные цепи которых соединены с входными цепямисумматора 11.Непосредственно к электрод 4 ам К иК, Ки К, Ки К, К и К каждо 1 а г 3 3 +5го преобразователя йодключены усилительно-согласующие устройства 12, выходные цепи которых соединены с входными цепями индивидуальных для каждого контура сумматоров 13. 10С резисторов й,1 снимают информациюо линейном ускорении в направленииизмерительной оси 02, с резисторовк - информацию об угловых ускоренияхв направлениях измерительных осей ОХ 15и ОУ.Акселерометр работает следующимобразом.При воздействии на акселерометртолько угловых ускорений в направлении осей ОХ и ОУ контуры 1 и 2 движутся ускоренно против часовой стрелки (если смотреть навстречу осям ОХи Оу), При этом в контурах 1 и 2 воз-.никают потоки жидкости 3 по часовойстрелке, приводящие к увеличению токов в цепях электродов К, К, КК и уменьшению токов в цепях элек 4." ,д К ККК пр рц1 2 Э 4но расходу жйдкости 3 через преобразователи 4-7, а следовательно, ивоздействующему ускорению. Приращения напряжений от токов электродовна сопротивлениях й каждого преобразователя 4-7, пропорциональные ускорению, усиливаются усилительно-согласующими устройствами 12 и в каждомконтуре суммируются. Таким образом,ийформация об угловых ускоренияхкаждого. контура 1 и 2 выделяется независимо на сумматорах 13. Суммарные 40приращения напряжений на сопротивлеНиях Й.1 каждого контура равны О, такКак приращения равны между собой ипротивоположны по знаку. При воздействии на акселерометр только линейного ускорения в направлении оси 02 за счет разности плотностей жидкости 3 и инертного газа 9 возникают однонаправленные (сверху вниз) потоки жидкости 3 через преобразователи 4-7 из контуров 1 и 2 в канал 8, вызывающие увеличение токов в цепях электродов К 2, К 2, К , К и уменьшение токов в цепях электродов 1 2 Э 4К К, К:, К.,Приращения напряжений от токов электродов, эквивалентные линейному ускорению, на сопротивлениях В.1 в каждом контуре усиливаются устройствами 10 и суммируются сумматором 11. Эти же сигналы через резисторы Й поступают на вход устройств 12, с выходных цепей которых сигналы поступают на сумматоры 13 с противоположны ми знаками. Таким образом, информация об линейных ускорениях на выходе сумматоров 13 не выделяетсяПри одновременном воздействии угловых и линейных ускорений соответствующие потоки жидкости 3 в контурах 1 и 2 независимы и информация об угловых и линейных ускорениях снимается независимо с сумматоров 11 и 13,Сообщение частей контуров 1 и 2, разделенных преобразователями 4-7, каналом 8, заполненным инертным газом 9, позволяет путем реализаций независимых потоков жидкости 3 в контурах 1 и 2 от воздействия угловых и линейных ускорений и соответственного выделения информации иэ сигналов преобразователей 4-7, производить одновременные независимые измерения угловых и линейных ускорений в направлении взаимно перпендикуляр,ных измерительных осей, что раааиряет функциональные воэможности акселерометра.ПодписноеСССР д.4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектна Заказ 2130/68 ТиражВНИИПИ Государпо делам изо113035, Москва 71твенногретенийЖ,комитЕта открытий ушская на