Акселерометр

Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 901914(22) Заявлено 30. 06. 80 (21)2950968/18-10с присоединением заявки РЙОпубликовано 30.01.82. Бюллетень Ле 4 Дата опубликования описания 02. 02. 82. па делам нзобретеннй н открытий(72) Автор изобретен Ф. Коновало Московское ордена Ленина и ордена Тру Знамени высшее техническое училище им Заявитель 4) ИКСЕЛЕРОМЕТР Изобретение относится к измерени араметров движения, в частности к аятниковым компенсационным акселерометрам.Известные конструкции компенсационных маятниковых акселерометров с камневыми опорами и магнитными подвесами для уменьшения погрешностей чувствительности путем уменьшения трения и моментов тяжения в подвесе требуют обеспечения полного гидростатическо 0 го взвешивания узла чувствительного термостатироваедь, увеличивает иводит к ухудктеристик 1 .15 к предлагаемом сти и достига устройство, чувствительн й в корпусе, ный датчик уг нику переменн нный со входо емы результатам является держащее маятниковый элемент, закрепленны ференциальный емкост подключенный к источ напряжения и соедине, 20диф-ла,ого м элемента и надежног ния, что, в свою оч время готовности и шению точностных хаНаиболее близким по технической сущн усилителя, и датчик момента, подключенный к выходу усилителя 2.Недостатком конструкции этого акселерометра является наличие моментаупругого противодействия в подвесе,возникающего при отклонении маятникового узла от нулевого положения,приводящее к нестабильности нулевогосигнала акселерометра.Цель изобретения - повышение точности измерения ускорения,Поставленная цель достигается тем,что последовательно емкостям датчикаугла включены две идентичные катушкииндуктивности, образующие с емкостным датчиком колебательный контур,причем частота источника переменногонапряжения выбрана равной частоте половинной мощности колебательного контура в дорезонансной области его частотной характеристики.На фиг, 1 и 2 представлена упрощенная конструктивная схема акселерометра; на фиг, 3 и 4 - вариант схе901914 З 0ь Си " 3мы с индуктивным датчиком угла; на фиг. 5 - графики, поясняющие работу устройства.Акселерометр ( Фиг. 1) содержит катушку 1 моментного датчика, маятниковый узел 2 с упругим подвесом и неподвижные пластины 3 и 4 емкостного датчика угла, подвижные пластины которого установлены на маятниковом узле для упрощения графической части не показаны . Неподвижные и подвижные пластины 3 и 4 образуют.диФФеренциальный емкостный датчик С и Сугла ";фиг. 2). К емкостям датчика включены последовательно две идентичные ка 1 тушки 1 индуктивности, образующие с ним колебательный контур, Частота источника переменного напряжения Ощ запитывающего контур, равна частоте половинной мощности колебательного контура в дорезонансной области его частотной характеристики.Для варианта конструктивной схемы акселерометра с индуктивным датчиком угла, образованным якорем 5 и катушками 6 и 7 фиг, 3),1. и 1- катушки дифФеренциального индуктивного датчика с ийдуктивностями (Фиг, 4) включаются в колебательный контур путем подсоединения двух идентичных емкостей С последовательно к катушкам 1- и 1-,Акселерометр работает следующим образом.При подключении емкостного датчика угла к источнику переменного напряже 3. ния Опт (Фиг, 2) возникают электрические силы притяжения подвижных пластин к неподвижным 3 и 4:С Огде 5 и 3 - зазоры между подвижнымии неподвижными пластинами;С и С - емкости плеч дифференциального емкостного дат"чика;"с и Ос - разности потенциаловмежду подвижными и неподвижными пластинами датцика, имеющие видоГ И п,и ) 4где Сд - круговая частота источника переменного напряжения 1 т;0 - действующее значение питающего напряжения;1 и у - соответственно эквивалентнаяиндуктивность и активное сопротивление колебательногокОнтура.Равнодействующая этих сил равна)ааа- ", Свш -- ")3 Ч+Сы С о Со Сыц где С, - емкость каждой из плеч датччика угла при нейтральном по.ложении маятникового узла 2;са - абсолютная диэлектрическаяпроницаемость среды междупластинами;- площадь пластин;смещение маятникового узла,отнесенное к зазору при нейтральном положении.Для источника переменного напряжения, частота которого равна частоте половинной мощности колебательного контура в дорезонансной области его частотной характеристики, при малых Ьтклонениях маятникового узла 2 При этом, в случае когда. коэффициент приравен жесткости упругого подвеса, момент, создаваемый рав-;нодействующей, компенсирует упругиймомент подвеса маятникового узла.При наличии измеряемого ускорения,маятниковый узел отклоняется на уголф (фиг, 1), изменяются емкости плечемкостного датчика.и вырабатываетсяток обратной связи, соответствующийизмеряемому ускорению.Аналогичным образом работает вариант акселерометра, представленногона фиг. 3 и 4,Наличие дрейфа нуля усилителя идатчика угла не приводят в предлагаемой конструкции к появление нулевогосигнала акселерометра, так как жесткоэть подвеса скомпенсирована отрицательной жесткостью, вносимой датчиком угла, Таким образом достигаетсяповышение точности измерения ускорения., Формула изобретения Акселерометр, содержащий маятниковый чувствительный элемент, закрепленный в корпусе, дифференциальный емкостный датчик угла, подключенный к источнику переменного напряжения и соединенный со входом усилителя, и датчик момента, подключенный к выходу усилителя, о т л и ч а ю щ и й О с я тем, что, с целью повышения точности измерения ускорений, последовательно емкостям датчика угла включены две идентичные катушки индуктивности, образуюцие с емкостньнл датци ком колебательный контур, причем частота источника переменного напряжения выбрана равной частоте половинноймощности олеГ.ательного контура вдорезонансной области его частотнойхарактеристики.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Навигация, наведение и стабилизация в космосе. Под ред. Дж. Э. Миллера. И., "Иашиностроение", 9 УО,с. 195, 201,.2. Акселерометр на кварцевой подвеске с силовой компенсацией. - "Экспресс-информация. Испытательные приборы и стенды", 1970, Г 6, реф. 112ь К. ЛукомМигунова ийКоро тор Г. Решет Редактор Е. ПаппЗаказ 12370/55ВНИИ ПодписноеетаСССРрытийнаб. д, Ц/ул, Проектная, 4 Составител скТехред С.екТираж 882ПИ Государственного комитпо делам изобретений и отк11305 Москва, Б-)5 РаушскаяФилиал ППП "Патент", г. Ужгород,