Устройство для определения ускорения

"С-А Н И Е Своз Соввтскик Социалистицвскик Рвспубпик)М. К 8-1 О 01 Р 15/08 Гасударстнвннн 1 й квинт Свевта Мкннстроа ЕСС пв делам нзобретенкй н аткрьтнй(4 о) Дата опубликования описания 28.12,7 2) Автор изобретен и И. В. Серебряко еханикн Московског аучно-исслед дена Ленина тельскии инстнт(71) Заявите ордена Трудового университета им. рвсного Знамени . В. Ломоносова осударственн) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСКОРЕНИ Од обесппр оц дает о пр ем ения - рации уо 10 м/с зобрреги1 бес, что пеок,оль най екрываемым ле им тело электриче тного тиьная в принципстройсг регистратор и кую схе па 2 Изобретение относится к измерительной технике, в особенности М устройствам для измерения ускорения тела, преимущественно моделей и натурных снарядов в процессе проникания их в преграды,Известны устройства,. с помощью которых определение ускорения тела производят путем измерения прохождения тьлом базовых расстояний с последующим вычислением второй производной пути по времени (11, Однако измерение ускорения в условиях, когда базовые расстояния для измерений составляют сотые доли миллиметра, а само тело в момент удара движется со скоростью сотен метров в секунду, вызывает значительные трудности.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее фотоэлектрическую систему с источником и приемником света, п нвко известное устройство не может ечить измерение ускорения тела в се проникания в преграду, так как только дискретные отметки времени хождении базовых расстояний и при к скввжности. измерений, что нелемо для регистрации быстропроте их процессов,ль предлагаемого и етчить возможность ст корении в диапазоне от допрн длительности процесса ускорения10 сек до 1 сек,Указанная цель достигается темв устройство введен формировательтового потока фвсонного профиля, ищий начальный клиновидный участокреходящий в прямоугольный учвсрасположенный удлиненной частью вдтраектории полета теле, причем длипрофиля выбрана равной или меньшедлины тела,На фиг, 1 приведен ивлсхема предлагаемого у вввмцент замера ущ-, орецця на фц- и , фор,.ь 49 световой щели 11 электрических си- Ф аэ )э 91 ) 5 в."ДЯВО е.1 - - Рф 1 ОпР" Юмником после первой ступени электр=.ческого диффе)енироваця ц после ВТ 1 трой стуенц электрического дифференциро-.вания В мом 8 цт ст)ободного пролета. тела Вдеть световой цтелц и при процикац;цВ пР 8 ГРЯДУ;,Ца 111 1 изображены сточц)1 к света ОфОР 1:ПРОВЯТЕЛЬ СВЕТОВОГО ПОТОКЯ,.= Сфасонной щелью 3, Бель имеет начадьньйУЧЯСТОК Д= В ВЦДЕ Ь"гЦгй ОбРЯЩЕННОГООс"1 рием нвВстр 8 чу летящему телу, ц пря1 оугольный участок ВС: Фйсонцая цельВь:"янута вдоль траектории полета тел 9пр 1 этом Оси истОчники света 1,. щели 3тена 4 ц фотоприемника 5 находятся вОдной г 1 Окости, Имеются также двойной электр-феский дирференцйто) 6 элекТРОнный ос 1 цл 1 ОГРаф 7,ело ударяется ц проникает в преГра.ду ааН 9 фг 2 О . ф 1 рма этекгрцческогосиггала на выходе фотоэлемептаф нафцг 2 1, орма влек 1 рцтеского сигцвлапосле первой ступени электрического диф=февен 1 ровацця (Д 511-1 = Ц - - скгоростьтела)1 на фиг, 2,в - форма электрическогосцгната после второц ступени электричес- ЗОкого дц 1)ггегепптровапя Ы,1 сН --1усеОре 11 ие тела);,. нв Фиг :/Г - - 01 маэлектр.тесгог ) сцгнчла, (1 пои 1 роНг 1 ЯНИН тзлаПОЕГРО г;:т; Т; ВЕЛИЧИЦЯтока,-" времяОгрел)ой) укйзйцо направлегие 1 ОетаТЕЛЯ,Д СООТ)чтствЦ С ПРЕДГО)КЕЦЦ- М СВЬтовой экран выолцяет рогв:)ог)ирова-"теля световага потока 2 Я 1118 Гь зйкрь,;та матовым стеклом (на фиг, це показано),Источник света Х (рекомендуется выполнить удлиненным) и экран со щель:О 3)всположены по одну сторону траектовииполета тела 4, по другую сторонув той жеплоскости, находится фотоприемцик 5.,Прц измерении ускорений тела 4 в моментпроникания в преграду 8 щель 3 располагают От преграды точкой А начальноГО участка "нй расстоянии, преВыц 1 ающем длину летяще=го тела,но меньшем длины начального участ-ка АВ щели( щельделают удлиненной 1 о тра=ектории полета, но размеры ее ограниченыразмерами тела 4, равны ему или меньше,но не боль)е) Месторасположение фстоприемника 5 Отцосителыо источникасвета 1 определяется из усовия обеспечеция совпадения сереоиць 1.елц (цо высоте ц ПО длине) ц средней точки фо- ТГ)катода фОгОПРЦЕМН 11119, ПРЦ Этом ЦЕЦТР г)отокатода траектория движения теда средин точка шили и Ось удлцпенцОГО Горизгоцтйльцо располо)цепного цсточцика к вега ле)1 ат на одной п)ямоцН)ц подлете тела 4 к цеп Головнаячасть его перекрывает щель и .гем свмь)м ум 8 ньша 8 свеТОВОЙпоток. падающий на 11 отоприемнцк, ц запускает развертку осциллографа (известного тцпа),Далее тело перекрывает щель полностью и свопм задним торцом начинает ОТгРЫВЯТЬ ЕЕ, ПРОПОРЦИОЦЯЛЬНО ОТКРЫВаемой ппощйди шелц, Т,8, п)опог)ццогаль= но пути тела с) ( Ф ), возрастают Величина светоВОГО потокй ц соответст- венно ток 1 ( 1 ) фотоэлемента, Нй экране осццтлографа регцстпируе)"ся сиГнал слОжнОЙ формы . () = Ь т;) "(,Начальный участок АВ (см, фцг. 2,9), отвечаюций клиновидному участку щели, - нелицейцый, а далее - линейный, нарастаюций, соответствующий прямоугольному участку щели., Здесь 5 () - пройденный телом путь (по времени); К - коэфд)1 циент пропорциональности, После того как тело пройдет щель и полностью ее Откроет, световой поток становится постоя 1 цым это ОТмечается ца экРаце ;сци)тлогвад)а постоянцьм знас 81 нем амптитуды сигнала до конца .)Яэверткц,.Одцоврелепно соответствующая элект)ичесКая Сьстг - Ма Е"гацГ)ВКН ПРОЦ 3 ВОДЦТ ДЦ 0):-,,1уеренццровацце генерируемого злектри ческо г) сигнала, Далее 1 родцфферецгцпованный сигнал У, = О/д 1.д 5 ХЯ начйльцого участкй )1 Р щели (с, фцг, 2,6)1 инейпо возрастает переходит в лтцейный,соответствуощий участку щелиБС, амплитуда которого пропорциональна скорос=ти движения тела, Дважы продифференцировацный сигнал( 1 ) =-д /д=дК/Д начальнОГО участка ЛВ щели 1(см. фиг, 2,в) в виде прямоугольного импульса представляет собой калибровочныйсигнал ускорения, На участке ц 1 ели Рсамплитуда сигнала равна нулю, твк как== СЧ 1 ат.= О,. Для получения второйпроизводной 5 ( ; ) необходимонепрерывно регистрировать зависимостьускорения по времени 1 ( , ),В известных "лучаях измерений необходима калибровка (градуировка) измерительного прибора устройства для от==счета значения измеряемой величины, 638897Эта операция весьма затрудцительца инедостаточно надежна при интересующихнас значениях ускорения порядка10 м/сек и цлителыости процесса7,Рторможения порядка 10 сек,В предложенном устройстве калибровкасигнала выполняетсч автоматически самимпетя 1 цнм телом, и осуществляется онавсякий раз перед ударом тела в преграду,когда задний торец теда проходит началь- оный участок световой щели, выполненныйв виде клина, Этим достигается высокаяточность калибровки, йель располагаютот преграды на расстоянии, определяемомследующим условием; удар тела о прегра 15цу происходит после того, как задниЙторец тела прошел начальный участокщели АБ, На фиг, 2,г представлены: калибровочный, (прямоугольной форм ь 1 у сиг20нал иследующийзанимсигнал положитепьной полярности, в виде зуба пилы) Ьтрида/тельного ускорения тела в момент удара ипроникация его в преграду,Сущность устройства не изменитсяесли формирователь светового потокавыполнить не в виде экрана, а в виде коллиматора,Формула изобретенияУстройство для определения ускорения,содержащее фотоэлектронную систему систочником и приемником света, перекрываемыми летяням телом, электроннуюсхему с двойным дифференцированиемэлектрического сигнала, о т л и ч а ищ е е с я тем, что, с целью регистрации ускорений в диапазоне от 1 цо7 Е10 .м/сек при длительности процессаускорения от 10 сек до 1 сек, внего введен формирователь светового потока фасонного профиля, имеющий начальный клиновиднь,й участок, переходящийв прямоугольный участок, расположенныйудлиненной частью вдоль траектории полета тела, причем длина профиля выбранаравной или меньшей длины тела,Источники информации, принятые вовнимание прн экспертизе;1, Авторское свндетельство СССР Мс 32789, кл. 8 01 Р 15/ОО, 1931. 2, Патент США 1 Ф 2892062,кл, 209-72, 1 959,одписное Совета Министров С б., д, 4/5 филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектна 76/60 Тираж. 1070 ИИПИ Государственного по делам изобретений13035, Москва, Ж,омитета откр ьтти аушская