Устройство для градуировки акселерометров
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) С О 1 Р 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Новосибирский электротехнический институт(56) 1. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник. М., "Машиностроение", 1979, с.40.2. Каннон Д. и Римбея Д. Градуировка пьезоэлектрических акселерометров при высоких уровнях ударных ускорений, Экспресс-информация ВИИИТИ, сер."Испытательные приборы и стенды", 1972,. В 17, с. 4-8.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ, содержащее механический волновод, на свободном торце которого неподвижно закреплен градуируемый акселерометр, измерительную схему с тензопреобразователями, размещенными 801151891 А на боковой поверхности волновода,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения точности градуировки, оно снабжено последовательно соединенными блоком выделения первой полуволны ускорения и измерителем площади импульса, а также регистраторомпикового значения, решающим блокоми блоком управления, при этом входрегистратора пикового значения соединен с выходом измерительной схемы, выходы регистратора пикового значенияи измерителя площади импульса соединены.с соответствующими входами решающего блока, вход блока выделенияпервой полуволны ускорения соединенс выходом градуируемого акселерометра, вход блока управления соединенс выходом измерительной схемы, а еговыходы - с соответствующими входамирегистратора пикового значения, изме"рителя площади импульса, решающегоблока и блока выделения первой полуводны ускорения.1 11518Устройство относится к измерительной технике, в частности к устройствам для градуировки акселерометров.Известно устройство для градуиров ки акселерометров, содержащее механический волновод, ударный возбудитель, схему управления и,измерительную часть. Градуируемый акселерометр крепится на свободном торце волновода. Измерение пикового значения ускорения 10 производится с помощью электронно-оптического измерителя перемещения сво бодного торца и затем двухкратного дифференцирования, Полученное пиковое значение сравнивается с амплитудой сигнала с акселерометра Г 13.Такое устройство имеет крайне ограниченное применение, так как отличается высокой сложностью как нри изготовлении, так и при эксплуатации,20 и процесс градуировки оказывается сложным и дорогостоящим.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, со держащее механический волновод, на свободном торце которого неподвижно закреплен градуируемый акселерометр. На боковой поверхности волновода размещены тенэопреобразователи, соединенные в измерительную схему, подключенную к источнику питания. Выход измерительной схемы подключен к запоминающему осциллографу, применяемому в качестве регистратора. Пиковое значение ускорения определяется35с помощью графического. дифференцирования сигнала с указанной измерительной схемы, который прямо пропорционален относительной деформации в40 волноводе. Полученное пиковое значение сравнивается с амплитудой электрического сигнала от градуируемогоакселерометра Г 2.Однако регистрация с помощью запо минающего осциллографа и графическое дифференцирование вносят очень большую погрешность.Цель изобретения - повышение точности градуировки.50Поставленная цель достигается тем,что устройство для градуировки акселерометров, содержащее механический волновод, на свободном торце которого неподвижно закреплен градуируе" 55 мый акселерометр, измерительную схему с тензопреобразователями, размещенными на боковой поверхности. вол 91 2новода, и схему питания, электрически связанную с указанной измерительной схемой, снабжено последовательно.соединенными блоком выделения первойполуволны ускорения и измерителемплощади импульса, а также регистратором пикового значения, решающимблоком и блоком управления, причемвход регистратора пикового значениясоединен с выходом измерительной схемы, выходы регистратора пиковогозначения и измерителя площади импульса соединены с соответствующими входами решающего блока, вход блока выделения первой полуволны ускорениясоединен с выходом градуируемого акселерометра, вход блока управлениясоединен с выходом измерительной схемы, а его выходы - с соответствующими входами регистратора пикового значения, измерителя площади импульса,решающего блока и блока выделенияпервой полуволны ускорения.На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временнаядиаграмма его работы.Устройство содержит механическийволновод 1. На свободном торце неподвижно закреплен градуируемый акселерометр 2, другой торец взаимодействует с бойком 3. На боковой поверхности волновода размещена измерительнаясхема 4 с тензопреобразователями,она соединена со схемой 5 питания.Измерительная часть содержит блок выделения первой полуволны ускорения(УВППУ) 6, измеритель 7 площади импульса, регистратор 8 пикового значения, решающий блок 9 и блок 10 управления,Отдельные элементы предлагаемого устройства могут быть выполнены следующим образом. Измерительная схема 4 может быть выполнена мостовой или потенциометрической; схема 5 питания представляет собой стабилизированный источник напряжения. Измеритель 7 площади представляет собой цифровой интегратор с памятью. Решающий блок 9 представляет собой устройство деления одного цифрового кода на другой. ВВППУ 6 представляет собой аналоговый ключ, открывающийся сигналом с блока 10 управления, при этом первая отрицательная полуволца может отсекаться входным диодом, а длительность управляющего сигнала больше длительности первой положительной полуволны3 1151и такова, что последующие положительные полуволны уже не проходят черезключ. (Времямежцу положительнымиполуволнами рассчитывается из условия, где 1 - длина волновода).МвеБлок 10 управления представляет собойвременной распределитель, запускаемыйвнешним сигналом с измерительной схе"мы 4. Он может быть выполнен, например, на ряде ждущих мультивибраторов.Сигналами с блока управления запускается БВППУ б, АЦП измерителя 7 навремя, несколько большее длительности первой положительной полуволны,и регистратор 8, а также производится запись кодов с регистратора 8 и измерителя 7 во входную память решающего устройства 9 и деление по установленному алгоритму. 20Устройство работает следующим образом.После удара бойком 3 по волноводу 1 в последнем возникает импульсдеформации сжатия, который распространяется по направлению к свободному торцу со скоростью У , При прохождении импульсом деформации сечения, где расположена измерительнаясхема с тензопреобразователями 4,она вырабатывает импульсный сигнал,пропорциональный Е(С), пиковое значение которого Еп измеряется и запоминается регистратором 8. Крометого, импульсный сигнал Е(С)запускает блок 10 управления, которыйвыдает управляющие сигналы. Импульсдеформации, дойдя до свободного торца с акселерометром 2, возбуждаетего ударное движение. УВППУ б пропус40.кает только первую положительную полуволну, площадь которой 8 измеряется измерителем 7 и запоминается. Затем цифровые коды значений Епи Б подаются на входы решающего устройст 45ва 8, которое реализует операцию5;причем постоянная величинаЬа и2 Уве может присутствовать в постоянной памяти решающего устройства 9.50Принцип градуировки акселерометров с помощью предлагаемого устройст"ва поясняется следующим образом. Какизвестно ускорение на торце механического волновода а(й) и импульснаяотносительная деформация в волноводе55(С) связаны соотношением:сФ)= ,ЗЕБР)(1) 891 4где Ув - скорость звука в материале волновода.Импульс деформации в волноводепосле удара бойка, если отсутствуютспециальные формирующие устройства,имеет форму, близкую к синусквадратной, а ускорение на торце - форму,близкую к периоду синусоиды. Перваяположительная полуволна ускорениясоответствует переднему фронту импульса деформации, т.е. от моментавремени с=О (начало импульса деформации) до момента времени й=й когда импульс деформации имеет пиковоезначение, т.е. Е(Си)= 8 и. Затем назаднем фронте Е(й) ускорение а(С)отрицательно, Выражение а(г) может .быть представлено следующим обраэдма =и М ), где а- пиковое значение ускорения;й (С) - безразмерная функция,описывающая форму кривой.Проинтегрировав (1) от й=О дос учетом (2) получаемп п п пИ) с(5)отак как . Е(Сп)=Еп;Е(О)=0,С другой стороны площадь 3 первой полуволны .электрического сигнала П(с) с испытуемого акселерометра равнап5 цФс=Ои Г сН 1 (ф)о 6т.к. ЯС) можно аналогично (2) представить какИ 1=и Ь), (5) где й(й) - та же функция, что и в (2).Электрический сигнал с акселерометра повторяет форму ускорения. Разделив (4) на (3), имеемОи(б)и вв игде К,- искомый результат, т.е. коэффициент преобразования по напряжению испытуемого акселерометра,.Проектная, 4Ужгор Таким образом, исходными данными для градуировки акселерометра являются площадь первой положительной полу- волны под электрическим сигналом с указанного акселерометра и пиковое 5 значение относительной деформации с тензопреобразователя, что и лежит в основе работы предлагаемого устройства.На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы устройства, где- сигнал, снимаемый с измерительной схемы 4 при многократном прохождении волны деформации с отражениямиге15; .аС) - сигнал с акселеромет ьра; С .- время прохождения волной деформации от сечения с измерительной схемой до торца с акселерометром; 20 А 1 - сигнал, вырабатываемый в блоке управления и служащий для запуска все го устройства,А 2 и АЗ - сигналы,разрешающие работу измерителя 7 и БВППУ б; С (Т, абольше длительности положительной полуволны;А 4 разрешает работу регистратора 8; 1 приблизительно равно длительйости импульса деформации 1(С), Сигналы А 2-А 4 заканчиваются в одно и то же время, и по заднему фронту любого из них вырабатывается сигнал А 5, разрешающий работу решающего блока 9.Сигнал Аб блокирует вход блока управления, предохраняя его от повторных запусков до полного затухания процесса в волноводе реально - единицы секунд)Сигнал А 7 служит для начальной установки элементов устройства цепи установки на схеме не показаны).Достоинством изобретения является повышение точности, так как отсутствует операция дифференцирования, вносящая значительную погрешность и чрезвычайно чувствительная к помехам,
СмотретьЗаявка
3651039, 05.10.1983
НОВОСИБИРСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
БРИКМАН АЛЕКСАНДР ИОСИФОВИЧ, ЕВГРАФОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, СИДОРОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01P 21/00
Метки: акселерометров, градуировки
Опубликовано: 23.04.1985
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1151891-ustrojjstvo-dlya-graduirovki-akselerometrov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для градуировки акселерометров</a>
Предыдущий патент: Акселерометр
Следующий патент: Многоканальный электронно-лучевой осциллограф
Случайный патент: Способ сушки зерна в бункере комбайна и бункер зерноуборочного комбайна