Акселерометр

(19) С 01 Р 1508 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ й ДТОРНОМУ СИДТЛСТ(56) 1.Авторское свидетельство СССР11 415583, кл,С 01 Р 15/08, 1972.2. Патент США 11 3048042,кл. 73-516, 1962,3. Авторское свидетельство СССРУ 446833, кл. С 01 Р 15/08, 1973 (прототип).(54)(57) АКСЕЛЕРОМЕТР, содержашнйсосуд, частично заполненный жидкостью с зеркальной свободной поверхностью, привод вращения сосуда, регулнтор скорости вращения сосуда, фотоэлектрический датчик положения поверхности жидкости, состоящий из.источника света, зеркала, установленного внутри сосуда перпендикулярноего оси и обращенного зеркальной поверхностью в сторону жидкости, и Фо- .топриемника с усилителем, а такжеизмеритель частоты, при этом торцовая часть сосуда выполнена в видемодулирующего диска с равномерно распределенными по окружности прозрачными участками, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точ.ности измерения, он снабжен тремякоммутаторами, конденсатором, элементом НЕ, дифференциальным усилителем, тремя полупрозрачными зеркалами, вторым фотоприемником и релейным усилителем, причем каждое полупрозрачное зеркало установлено под углом45 к модулирующему диску, при этомодно полупрозрачное зеркало установлено между источником света и модулирующим диском, второе - между Фотоприемником фотоэлектрического датчика положения поверхности жидкостии модулирующнм диском, третье - между первым и вторым полупрозрачнымизеркалами, зеркальная поверхностьпервого полупрозрачного зеркала обращена в сторону сосуда, а зеркальные поверхности двух других - в противоположную сторону, выход усилите-,ля Фотоэлектрического датчика положения поверхности жидкости соединенс первыми входами первого и второгокоммутаторов, второй фотоприемникподключен через релейный усилительк второму входу первого коммутатораи через элемент НЕ - к вторым входамвторого и третьего коммутаторов, приэтом выход первого коммутатора соединен с первым входом третьего коммутатора, параллельно выходу которогоподключен конденсатор, выходы второго и третьего коммутаторов соединены соответственно с инвертирующим инеинвертирующим входами дифференциа-льного усилителя, выход которого соединен с входами регулятора скоростивращения сосуда и измерителя частоты, а наружная поверхность модулирующего диска между прозрачными участками выполнена зеркальной.Изобретение относится к контрольизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения низкочастотных линейных ускорений.Известен акселерометр, содержащий 5сосуд, частично заполненный жидкостью с зеркальной свободной поверхностью, привод вращения.и фотоэлектрический датчик положения поверхностижидкости Ц.Такому акселерометру присуща погрешность нелинейности.Известен акселерометр, содержащийсосуд, частично заполненный электропроводной жидкостью, штырь, двигатель, электронный ключ, источник питания и преобразователь частоты вращения сосуда в электрический си 1нал 2),Недостатками акселерометра являются низкая точность и низкая чувствительность.Наиболее близким к предлагаемомупо технической .сущности и достигаемому результату является устройство 25акселерометра, содержащего сосуд,частично заполненный жидкостью сзеркальной свободной поверхностью,.привод вращения сосуда, регуляторскорости вращения сосуда, фотоэлект-, Зорический датчик положения поверхности жидкости и измеритель частоты,при этом торцовая поверхность сосуда выполнена в виде модулирумщегодиска с равномерно распределенных,по окружности прозрачных участков,а выход фотоэлектрического датчикасоединен с,входами измерителя частоты и регулятора скорости вращениясосуда, который связан с приводомвращения сосуда 3,Недостатком известного акселерометра является .низкая точность измерения, обусловленная погрешностями, вносимыми фотоэлектрическим датчиком положения поверхности жидкости. 10 50 Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что акселерометр, содержащий сосуд, частично заполненный жидкостью с зеркальной свободной поверхностью, привод вращения сосуда, регу ;лятор скорости вращения сосуда, фото электрический датчик положения поверхности жидкости, состоящий из источ" ника света, зеркала, установленного внутри сосуда перпендикулярно его оси и обращенного зеркальной поверхностью в сторону жидкости, и Фотоприемника с усилителем, а также измеритель частоты, при этом торцовая часть сосуда выполнена в виде модулирующего диска с равномерно распределенными по окружности прозрачными участками, снабжен тремя коммутаторами, конденсатором, элементом НЕ, дифференциальным усилителем, тремя полупрозрачными зеркалами, вторым фотоприемником и релейным усилителем, причем каждое полупрозрачное зеркало установлено под углом 45 ко модулирующему диску, при этом одно полупрозрачное зеркало установлено+между источником света и модулирующим диском, второе - между фотоприемником фотоэлектрического датчи" ка положения поверхности жидкости и модулирующим диском, третье - между первым и вторым полупрозрачными зеркалами, зеркальная поверхность первого полупрозрачного зеркала обращена в сторону сосуда, а зеркальные поверхности двух других - в противоположную сторону, выход усилителя фотоэлектрического датчика положения поверхности жидкости соединен с пер=. вым входами первого и второго коммутаторов, второй фотоприемник подключен через релейный усилитель к второму входу первого коммутатора и через элемент НЕ - к вторым входам второго и третьего коммутаторов, приэтом выход первого коммутатора соединен с первым входом третьего коммутатора, параллельно выходу которого подключен конденсатор, выходы второго и третьего коммутаторов соединены соответветственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входами регулятора скорости вращения сосуда и измерителя частоты, а наружная поверхность модулирующего диска между прозрачными участками выполнена зеркальной.Сущность изобретения заключается в том что с помощью зеркальных участков торцовой поверхности, выполненной в виде модулирующего диска сосуда и полупрозрачных зеркал, установленных возле модулирующего диска, в течение некоторого интервала времени (части периода вращения сосуДа) происходит измерение и запоми-, нание помехи, обусловленной изменени.94 О 3 10878 ем характеристик фотоэлектрического. датчика, а в течение второго периода осуществляется вычитание из сигнала фотоэлектрического датчика положения запомненного сигнала. Разностный. сигнал используют для управления скоро. - стью вращения сосудом.На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого акселерометра; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1,Акселерометр содержит сосуд 1,жидкость 2 с зеркальной свободной поверхностью, опоры 3 сосуда;привод 4 вращениясосуда, источник 5 света, первое б,второе 12 и третье 13 полупрозрачные 5зеркала, прозрачные участки 7 модулирующего диска, участки 8 модулирующего диска, выполненные зеркальными, зеркало 9, фотоприемник 10 фотоэлектрического датчика положения поверхности жидкости, второй фотоприемник 11, репейный усилитель 14, усилитель 15 датчика положения поверхнос-.ти жидкости, элемент НЕ 16, первый17, второй 18 и третий 19 коммутаторы, конденсатор 20, дифференциальныйусилитель 21, регулятор 22 скоростивращения сосуда, измеритель 23 частоты,Полупрозрачные зеркала 6, 12 и 13установлены под углом 45 к поверхно.ости модулирующего диска 1, при этомзеркало 6 установлено между источником 5 света и модулирующим дискомсосуда, а зеркало 13 - между зерка"лами 6 и 12 на одной линии, Зеркаль35ная поверхность зеркала 6 обращенав сторону сосуда 1, а зеркальные поверхности зеркал 12 и 13 - в противоположную сторону. Выход усилителя15 соединен с первыми входами коммутаторов 17 и 18. Фотоприемник 11 соединен с входом релейного усилителя4, выход которого соединен с вторымвходом коммутатора 17 и через элемент НЕ 16 с вторыми входами коммутаторов 18 и 19. При этом выход коммутатора 17 соединен с первым входом,коммутатора 19, к входу которогоподключен параллельно конденсатор 20Р 50. а выходы коммутаторов 18 и 19 соеди"иены соответственно с инвертирующими неинвертирующим входами дифферентциального усилителя 21. Выход усилит,теля 21 соединен с входами регулятора 22 скорости вращения и иэмери". теля 23 частоты. Регулятор 22 скорости вращения соединен с приводом 4вращения, Прозрачные участки 7 и 4зеркальные участки 8 модулирующего диска сосуда выполнены чередующимися при этом их число равно друг другу,.Устройство, работает следующим образом.Сосуд 1, установленный в опорах 3 приводят во вращение с помощью привода 4. При наличии ускорения вдоль измерительной оси акселерометра, совпадающей с осью вращения сосуда 1, свободная поверхность жидкости 2 принимает форму параболоида вращения. Световой сигнал в виде пучка света от источника 5 через первое полу.прозрачное зеркало 6 поступает назеркальный участок 8 модулирующегодиска, После отражения от зеркальной поверхности 8 луч света, отража-.ясь от зеркала 6, поступает на фо-топриемник 10 после отражения отзеркала 12) и на фотоприемник 1(посла отражения от зеркала 13),Электрический сигнал, снимаемый сфотоприемника 11, усиливается релейным усилителем 14, в результатечего к выходу усилителя 15 с помо-,щью коммутатора 17 по сигналу отусилителя 14 подключается коиденса.тор 20, который запоминает сигналпомехи фотоприемника и тракта преобразования,Б течение следуИщего интервала времени луч света поступает через зеркало б и через прозрачную часть 7 модулирующего диска на зеркальную свободную поверхность жидкости 2, отражается от нее и после отражения от зеркала 9 и свободной поверхности жидкости поступает на фотоприемник О. Так как на выходе релейного усилителя 14 сигнал близок к нулю, то коммутатор 17 отключает конденсатор 20 от выхода усилителя 15 и с помощью коммутатора 18 его выход подключается к первому входу ( входу сложения) дифференциального усилителя. Коммутатор 18 при этом управляется сигналом, снимаемым с выхода элемента НЕ 16. Этим же сигналом коммутатор 19 подключает кон-денсатор 20 к второму входу (входу вычитания дифференциального усилителя 21. На первом входе усилителя 21 устанавливается информационный сигнал, содержащий помеху, а на выходе усилителя 2 выделяется разпостный сигнал между упомянутым сигналом и сигналом помехи, запомненном на конденсаторе 20. Выделенный сигнал поступает на регулятор скоро- сти вращения, при этом частота следо. вания импульсов на выходе усилителя 21 несет информацию о величине линейного ускорения,В результате применения в предлагаемом акселерометре полупрозрачных зеркал, зеркальных участков модулирующего диска, дополнительного фотоприемника совместно с релейнымусилителем, а также элемента НЕ, 5 коммутаторов, конденсатора и дифференциального усилителя достигаетсяуменьшение погрешности, обусловленной изменением характеристик фотоэлектрического датчика положения поверхности жидкости.ВНЙИПИ Заказ 2650/4 Тираж 823 писное Фили ад 1 О 87894 Патеыт", г. Ужгород,ул.Проекты