Датчик ускорений

О П И С А Н И Е пц 457033ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24.04,72 (21) 1780312/18-10с присоединением заявки01 р 15/02 1) М 32) Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий итет) Заявител ЧИК УСКОРЕН Изобретение относится к области измерения параметров движения, в частности, к измерителям ускорения.Известны устройства для измерения ускорения, содержащие вращающееся кольцо с внутренней кольцевой канавкой, в которой расположена инерционная масса сферической формы. В центре кольца размещается устройство для измерения смещений инерционной массы, Для исключения влияния нестабильности скорости вращения и радиальных биений на точность измерения в устройстве имеется четное число инерционных масс, равномерно расположенных по окружности кольца, Недостатком известных устройств является низкая чувствительность, ограничивающая область измерения малых ускорений.С целью повышения точности измерения малых ускорений в кольцевой канавке в месте расположения инерционной массы выполнена радиальная выточка; при этом наибольшее расстояние от центра окружности кольцевой канавки до поверхности выточки в пять с половиной раз больше радиуса инерционной массы.На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика ускорения, а на фиг. 2 - схема сил, действующих на инерционную массу.Датчик ускорений (фиг. 1) содержит: жесткое кольцо 1 с кольцевой канавкой 2, в котором выполнены радиальные выточки 3, причем глубина канавки 2 больше глубины выточки 3, В выточках 3 расположены инерционные массы 4 сферической формы. Кольцо 1 5 закрепляется во вращающемся корпусе, состоящем из нижней 5 и верхней 6 половин.Концентрически с кольцом 1 в корпусе закрепляется предохранительное кольцо 7, препятствующее выходу масс 4 из выточек 3. В ниж ней половине корпуса 5 устанавливается устройство 8 измерения смещений масс 4 в выточках 3. В качестве устройства 8 могут использоваться фотоэлектрические автоколлиматоры с передающим устройством 9 для пере дачи данных на неподвижное основание 10.К нижней половине 5 корпуса прикрепляются контактные кольца 11, которые с неподвижными щетками 12 образуют коллектор для подачи напряжения на устройства 8, 9.20 Работает устройство следующим образом,При вращении корпуса 5, 6 массы 4 поддействием центробежных сил располагаются на дне радиальных выточек 3 на максимальном расстоянии от оси вращения. Если в плос кости кольца 1 действует ускорение, то массы4 совершают периодические колебания в выточках 3, частота которых пропорциональнг скорости вращения кольца 1. При смещении масс 4 из начальных положений на них дейст вуют центробежные силы, пропорциональныесмещению, и кориолисовы силы, пропорциональные скорости смещения. При совпадении направлений смещений масс 4 под действием измеряемого ускорения с направлением окружной скорости вращения кольца 1 кориолисовы силы увеличивают смещения масс 4 и чувствительность устройства. Смещения масс 4, величины которых пропорциональны ускорению, измеряются автоколлиматором 8 и с помощью устройства 9 передаются на регистрирующее устройство, расположенное на основании 10.При определенных соотношениях между размерами кольца, радиальных выточек и инерционных масс увеличение чувствительности обеспечивается практически при любой скорости вращения.Уравнение движения масс 4 имеет вид (см. фиг. 2):ач Ыч- + 21 щ - + (К - Я) апач = ЛЛР соз аг, да Игде Р - измеряемое ускорение, а - угловая скорость вращения кольца,- коэффициент успокоения, К, У и Я - коэффициенты, определяемые геометрией прибора. Для получения максимальной чувствительности необходимо, чтобы К - д =1,тогда2";чоР,Ф5 гдеЛ/=2,5 гф + афПолагаямалым и принимая из условий 10 устойчивости положения шара в выточкед = 0,5 г, получим условие максимальной чувствительности в виде:д+ Г =.5,515иф =. 1 рщф,20 Пр едм ет изобретенияДатчик ускорений по авт. св.234761, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых ускорений, в 25 кольцевой канавке в месте расположенияинерционной массы выполнена радиальная выточка, при этом наибольшее расстояние от центра окружности кольцевой канавки до поверхности выточки в пять с половиной раз ЗО больше радиуса инерционной массы.457033 Цветков едакт Изд,1059 Тираж 902сударственного комитета Совета Министпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 509/5ЦНИИПИ ПодписноеСССР ипография, пр, Сапунова,Составитель А. Широченский Техред Т. Курилко Корректор Т. Добровольс