Устройство для испытаний акселерометров в ударном режиме

Союз СоветскикСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еи 993131(51)М. Кл. 6 01 Р 21/00 Гесудлрстеекевй кееектет СССР ав аеееен кзееретеккк ее етерытеей(088.8) Дата опубликования описания 30.01.83(е;ц) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ В УДАРНОМ РЕЖИМЕ 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытанию и калибровке пьезоэлектрических акселерометров в режиме измерения ударных ускорений.Одним из основных параметров, определяющих качество акселеройетра, является чувствительность к воздействию боковых ускорений.еоИзвестно, что коэффициент поперечной чувствительности акселерометра определяется, как правило, на вибростенде. Акселерометр. устанавливают на стенд так, чтобы его ось максимальной чувствительности была направлена перпендикулярно направлению движения платформы стенда. При вибрациях платформы измеряют показания акселерометра в поперечном направлении и относят к показаниям в на- го правлении оси максимальной чувствительности 1 1.Однако, несиотря на широкую распространенность таких устройств, им 2присущи большие погрешности в определении коэффициента поперечной чув-ствительности. Это обстоятельство вызвано тем, цто вибростенды имеют высокий уровень собственных поперечных составляющих ускорения.Известно также устройство для метрологической аттестации акселерометров по коэффициенту поперечной чувствительности на основе цилиндрического стержня.Установка содержит цилиндрический стержень, жестко закрепленный одним торцом к основанию плиты, возбудитель колебаний стержня и исследуемый акселерометр, установленный на свободном торце стержня. Колебания стержня возбуждают посредством вращаемого вокруг него электромагнита Г 2 1.Указанный стенд имеет высокие метрологические характеристики, Однако ему присущи такие недостатки, как малый диапазон создаваемых ус 3 9931корений (не более 1500 м/8); узкийдиапазон рабочих частот (500+50 Гц);низкая точность определения коэффициента поперечной чувствительности(около 203).5Отмеченные недостатки не позволяют использовать известный стенд дляопределения коэффициента поперечнойчувствительности во всем (рабочем )диапазоне ударных акселерометров. 10Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для испытаний акселерометров в ударном режиме, содержащееосновной стержень, возбудитель колебаний и дополнительный стержень, наодном конце которого установленосредство для крепления исследуемогоакселерометра 3 3Недостатком известного устройства 20является невозможность определениякоэффициента поперечной чувствительности акселерометра.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства,Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем основной стержень, возоудитель колебанийи дополнительный стержень, на одном 30конце которого установлено средстводля крепления исследуемого акселе.рометра, дополнительный стержень установлен с возможностью поворотавокруг своей оси в основном стержнеперпендикулярно его оси на расстоянииот торца, соединенного с возбудителемколебаний, определяемом по формулеТ,С,240гСгде Ти - длительность положительной фазы продольной ударнойволны, с;45С 1, С 2 - скорости распространения продольной и поперечной ударных волн в стержне, м/с.На чертеже представлено устройство для испытаний акселерометров в 50ударном режиме, общий вид,Устройство содержит основной стержень 1, дополнительный стержень 2,исследуемый акселерометр 3,образцовыйакселерОметр 4,согласующие усилитеселерометр 4, согласующие усилители 5 и 6, регистратор 7, датчик 8запуска регистратора 7, ударник 9,31индукционную катушку 10, пружину11, генератор 12 импульсного токаи пусковую кнопку 13.Испытуемый акселерометр 3 и дополнительный стержень 2 установлены перпендикулярно оси основногостержня 1 на расстоянии 1 от егонижнего торца.Ударник 9 выполнен в виде подвижного электромагнита и установлен внутри индукционной катушки 10,Датчик 8 предназначен для запуска регистратора 7 и расположен в нижней части стержня 1,Устройство работает следующим образом,При нажатии пусковой кнопки 13 виндукционной катушке 10 возникаетэлектромагнитное поле, которое взаимодействует с ударником 9. Ударник 9 ударяет по торцу стержня 1и создает в нем продольную и поперечные волны. Поперечная волна вы"зывает срабатывание датчика 8, который запускает работу регистратора7. Продольная волна при заданнойдлине стержня 1. опережает поперечную волну на длительность импульсаТи и воздействует на дополнительныйстержень 2 с акселерометром 3. Приэтом акселерометру 3 задают определенный угол поворота вокругсвоей оси и измеряют выходные сигналы акселерометров 3 и 4 в моментвоздействия на них только первичнойпродольной волны.Регистратор 7 осуществляет запись сигналов с акселерометров 3 иобработку этих сигналов и определение коэффициента поперечной чувствительности при заданных углах поворота акселерометра 3.Высокая точность измерения коэффициента поперечной чувствительностидостигнута за счет определения вовремени прихода на дополнительныйстержень 2 первичных импульсов ускорения продольной и поперечной ударных волн.Технические характеристики устройства,Диапазон создаваемых ускорений5 10 - 1 О м/с 2; длительность удар 3 6ной волны (положительной фазы продольной волны) 50-300 мкс; погрешность определения коэффициента поперечной чувствительности - не более 5.993131 6своей оси в основном стержне перпендикулярно его оси на расстоянии от торца, соединенного с возбудителем колебаний, определяемом по формуле Г С 2 С 2 1- -формула изобретения15 устройство для испытаний акселерометров в ударном режиме, содержащее основной стержень, возбудитель колебаний и дополнительный стержень на одном конце которого установлено 20 средство для крепления исследуемого акселерометра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что,с целью расаирения функциональных возможностей устройства, дополнительный стержень уста новлен с возможностью поворота вокруг 5Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что появляется возможность метрологической аттестации ударных акселерометров по параметру поперечной чувствительности; обеспечивается высокая точность определения коэффициента поперечной чувствительности на верхней границе амплитудно-частотного диапазона акселерометра,где Тр - длительность положительной фазы продольной ударной волны, с;С, С- скорости распространенияпродольнойи поперечной ударных волнв стержне, м/с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нуберт Г,П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин,"Энергия", 1970, с. 304,2. Пеллинец В,С. Измерение ударныхускорений. И., "Стандарты", 1975,с.243.3 Авторское свидетельство СССРй 408222, кл. 6 01 Р 21/ОО, 1972Тираж 871 Посударственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, 3-35, Раущская наб., д.ю в Заказ Иб/ЯВНИИПИпо113035,исно илиал ППП "Патент". г. Ужгород,к