Устройство для определения ускорения
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ЕНИ ИЗОБРЕТ(71) Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск имЛенинскогокомсомола(73) Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск имЛенинскогокомсомола(4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЙРЕДЕПЕНИЯ УСКОРЕНИЯ ОПИСАНИК ПАТЕНТУ(57) Использование: измерительная техника, например, для высокоточного определения ускорения в условиях воздействия гармонических вибропомех Это достигается тем, что к выходу блока двойного дифференцирования сигнала с датчика положения чувствительного элемента относительно корпуса устройства подключен дополнительный блок двойного дифференцирования, выход которого через умножитель и выход основного блока двойного дифференцирования подключен к сумматору, выход которого является выходом устройства. 1 ип.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения ускорения в условиях воздействия гармонических вибропомех.Известно устройство для определения ускорения (акселерометр), содержащее корпус со сферической полостью, в которой подвешена инерционная масса на одинаковом расстоянии от стенок полости, устройства возврата инерционной массы - чувствительного элемента (ЧЭ) в исходное состояние, измерения времени движения свободного ЧЗ до контакта со стенками полости. на основании чего определяется ускорение (1).Недостатком устройства является низкая точность определения ускорения вследствие влияния нестабильности начальных условий движения ЧЭ (начальной скорости и координаты) и вибропомех на конечный результат,Другим известным и более точным является устройство, содержащее корпус с полостью, инерционную токопроводящую массу в форме шара, систему бесконтактной подвески в виде катушек возбуждения, помещенных в магнитопроводы, расположенные по трем взаимно перпендикулярным осям диаметрально противоположно относительно шара, электронные блоки управления возвратом вара в центр полости, систему датчиков перемещения шара в виде измерительных катушек, расположенных на тех же магнитопроводах, включенных в схему авто- генераторов каждого из трех каналов, выходы которых через смесители подключены к блоку управления возвратом шара в центральное положение и цифровому блоку двойного дифференцирования (2),Однако, исключая влияние начальных условий, это устройство также подвержено влиянию вибропомех, вследствие чего точность определения ускорения путем двойного дифференцирования сигнала с датчика положения ЧЗ существенно снижается.Целью изобретения является повышение точности определения ускорения при воздействии гармонических вибропомех на корпус устройства.Цель достигается тем, что в импульсно- инерционное устройство с выходными блоками двойного дифференцирования электрического сигнала с датчиков текущего положения ЧЭ в каждый канал дополнительно вводится второй блок двойного дифференцирования, сумматор, причем выход основного блока двойного дифференцирования подключен к первому входу сумматора и входу дополнительного блока двойного дифференцирования, выход которого через 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1умножитель на коэффициент а - , где вМкруговая частота гармонической вибропомехи, соединен со вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства.На чертеже изображена блок-схема одного канала устройства.Устройство состоит из электромеханического модуля и электронного блока. Электромеханический модуль содержит корпус 1 с полостью, в которой размещена токопроводящая инерционная масса 2 в форме шара, выполняющая функции чувствительного элемента (ЧЭ) устройства, диаметрально противоположные магнитопроводы, на которых размещены катушки измерения 3 и 4 и возбуждения 5 и 6, являющиеся элементами датчика положения и бесконтактной подвески ЧЭ.В электронику акселерометра входят дифференциально-частотный датчик положения ЧЗ, состоящий из катушек измерения 3 и 4, автогенераторов 7 и 8 и смесителя 9, входы которого соединены с выходами авто- генераторов; систему бесконтактной подвески ЧЭ, состоящей из датчика положения, демодулятора 10; дифференцирующего звена 11, усилителя 12 и катушек возбуждения 5 и 6, одни концы которых присоединены к выходам усилителя 12, а другие - к выходу ключа 14, блок коммутации, состоящий из реле 13 времени, ключа 14. который периодически подключает выход звукового генератора 15 к катушкам возбуждения, блок вычисления ускорения по отключению ЧЗ от центрального положения, состоящий из последовательно соединенных цифровых блоков двойного дифференцирования 16 и 17, умнажителя 18 с коэффициентом 1/ й и сумматора 19, с выхода которого получается ускорение.Устройство работает следующим образом.При замыкании ключа 14 по импульсу с реле 13 времени, работающего периодически, по катушкам возбуждения 5 и б протекает ток от генератора 15 звуковой частоты и ЧЭ выводится в центральное положение и удерживается в этом состоянии до тех пор, пока катушки возбуждения 5 и 6 не обесточены. При наличии ускоренного движения корпуса устройства ЧЗ отклоняется от центрального положения равновесия, Зто происходит до тех пор, пока ключ 14 не замкнется, Длительность замкнутого и разомкнутого состояний ключа 14 задается реле 13 времени, Изменение положения ЧЭ относительно измерительных катушек 3 и 4приводит к появлению на выходе смесителя 9 разностной.частоты, пропорциональной перемещению ЧЭ, а на выходе блока 16 двой ного дифференцирования формируется сигнал, пропорциональный действующему ускорению. Этот сигнал поступает далее на первый вход сумматора 19 и второй блок 17 двойного дифференцирования, а с него через умножитель 18 - на второй вход сумматора, с которого получается ускорение, очищенное от гармонической вибропомехи.Одновременно сигнал со смесителя 9 поступает на демодулятор 10, дифференцирующее звено 11 и усилитель 12 и при замыкании ключа 14 образуется цепь питания катушек возбуждения 5 и 6, которые обеспечивают возврат ЧЭ в центральное положение (режим приведения). Демодулятор 10, дифференцирующее звено 1 и усилитель 12 стоят в цепи обратной связи и обеспечивают качественный возврат ЧЭ в центральное, исходное положение.Повышение точности определения ускорения при воздействии гармонических вибропомех доказывается следующим образом., Пусть выходной сигнал в виде напряжения О с датчика положения ЧЭ после двойного дифференцирования имеет вид20 с с- 02 1060+фн) = ОО+ М Зи Й)1, (1) Ггде М. - коэффициент преобразования;Юп = Ази шт - вибропомеха;ЧЧо - квазипостоянное ускорение.При дальнейшем дифференцировании= Оз = А соз в т (2)дт40 = 04 = - (А щ 2 зпш т (3)б 12Из сравнения зависимостей (1) и (3) видно. что вибропомехи отличаются знаками и квадратом круговой частоты. Если тем или иным способом сформировать величину1 1 Т Г аР 4 л 2 т 2 4 л 2 где ТГ = - , и умножить на нее сигнал (3), а 1затем сложить с сигналом (1), то можноскомпенсировать вибропомеху,В этом случае15 ЯОо = 02 + - 04 = И/о + КА 3 и с) 1 - 1 А щ зи м 1 = ИВо1 2РТогда10 Во = - ОоИз этих рассуждений видно, что степенькомпенсации гармонической вибропомехизависит от полноты информации о частотевибропомехи, которая может быть известназаранее или определяется с помощью отдельного устройства в процессе функционирования.В реальных условиях вследствие полигармонического характера вибраций и нестабильности частот ее составляющихполностью исключить вредное влияние вибраций практически невозможно, Однаковлияние вибраций можно существенноуменьшить с помощью данного устройства,особенно если подстраивать его на частотуосновной гармоники или на среднее значение диапазона частот вибропомехи.Если измеряемое ускорение изменяет 0 ся по линейному закону, т.е. В/ = Юоо, точетвертая производная от сигнала с датчикаположения ЧЭ также имеет вид(3). Предположение же о том, что ускорение изменяется за цикл работы импульсно-инерционногоустройства по закону более высокого порядка, чем линейный, не имеет оснований всвязи с малой длительностью цикла работы,Обычно в импульсных - инерциальных устройствах (акселерометрах) предполагается40 постоянство ускорения в течение одногоцикла, т.е. К = Ио. Таким образом данноеустройство позволяет существенно повысить точность определения ускорения приналичии вибропомех путем полной или час 5 тичной их компенсации,2003981 Составитель В.Костиндактор Т,Лошкарева Техред М.Моргентая Корректор М,Максимиши ТиражГ 1 одписнНПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наь 4/5 аказ.3323 роизводотвенно-издательский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Формула изобретения1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСКОРЕНИЯ, содержащее корпус с полостью, ийерционную токопроводящую массу в форме шара, систему бесконтактной подвески в виде катушек возбуждения, помещенных в магнитопроводы, расположенные по трем взаимно перпендикулярным осям диаметрально противоположно относительно шара, электронные блоки управления возвратом шара в центр полости, систему датчиков перемещения шара в виде измерительных катушек, равлоложеиных на тех же магнитопроводах, включенных в схему автогвнераторов, каждого из трех каналов, выходы которых подключены к, смесителям, выходы которых подключены к блокам управления возврата шара в центральное положение и блокам двойного дифференцирования, отличаю щееся тем, что, с целью. повышения точности определения ускорения при воздействии, гармонических вибропомех, в него в каждый канал введены дополнительный блок двойного дифференцирова ния, сумматор и умножитель, причемвыход блока двейного дифференцирования подключен к первому входу сумматора и входу дополнительного блока двойного дифференцирования, выход которого через 15 чмножитель соединен с вторым входомсумматора, выход которого является выходом устройства.
СмотретьЗаявка
04899227, 03.01.1991
Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им. Ленинского комсомола
Умников Валерий Николаевич, Бугаков Игорь Александрович, Харин Николай Тимофеевич
МПК / Метки
МПК: G01P 15/08
Метки: ускорения
Опубликовано: 30.11.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-2003981-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-uskoreniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения ускорения</a>
Предыдущий патент: Импульсно-инерциальный способ измерения ускорения
Следующий патент: Датчик скорости изменения ускорения
Случайный патент: Узел опирания кузова на раму тележки железнодорожного транспортного средства