Способ градуировки линейных акселерометров

(51) О Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСНОМ 89122/24-10(22) 1 (46) 2 (71) О исслед структ инстит (72) А (53 5 9 19юзного научно- роектно-конологическоготока оценко(088.8) тейн ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ(56) Иориш Ю. И, Виброметрия, М.: ГНТИМЛ, с, 630-631, фиг, 16.4.б, (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ЛИНЕЙНЫХ АКСЕЛКРОМЕТРОВ(57) Изобретение относится к измери" тельной технике. Для расширения частотного диапазона градуировки при установке акселерометра 1 на рабочей платформе 2 центр масс А его чувствительного элемента (ЧЭ) располагают вьппе горизонтальной плоскости, проходящей через ось О колебаний платформы 2Осуществляют гармоническоеизменение ориентации измерительнойоси 3 ЧЭ относительно гравитационного поля, задавая нормированные значения амплитуды и часто;гы угловыхколебаний платформы 2, и измеряютамплитуду выходного сигнала, Послеперемещения акселерометра 1 в направлении, перпендикулярном измерительной оси 3, повторно гармоничес"ки изменяют ее ориентацию и измеряют амплитуду выходного сигнала акселерометра, По.разности амплитуд выходных сигналов определяют коэффициент преобразования для фиксированныхзначений частот. Способ позволяетрасширить верхний предел частотногодиапазона градуировки от 0,5 до100 Гц при пределе погрешности, непревышающем 1 Х, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.1 13Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки линейных акселерометров в динамическом режимеЦелью изобретения является расширение частотного диапазона градуировки,На фиг. 1 представлена схема реализации способа градуировки акселерометра при горизонтальном расположении измерительной оси; на Фиг, 2 -схема реализации способа градуировкипри вертикальном расположении измерительной оси; на фиг, 3 - амплитудйо-частотные характеристики (АЧХ)акселерометра, определенные поизвестному способу (кривая с) и попредлагаемому способу (кривая 6).На фиг. 1 изображены: акселерометр 1, установленный на рабочуюплатформу 2 градуировочной установки угловых колебаний, рабочая оськолебаний О которой горизонтальна;измерительная ось 3 акселерометра;А, А , А- конструктивный центрмасс чувствительного элемента (ЧЭ)акселерометра при его различных положениях на платформе 2; К, К -расстояния конструктивного центрамасс ЧЭ до рабочей оси О установки;аК - расстояние межцу двумя положениями акселерометра при его переме"щении в направлении, перпендикулярном измерительной оси 3; д - уголповорота измерительной оси 3 вокруграбочей оси О; стрелка Б - направление угловых колебаний рабочей платформы 2; стрелка В - направлениевектора гравитационного поля (вертикаль).На Фиг, 2 изображены: акселерометр 1 при вертикальном положенииоси 3; ч" , у - Фиксированные углы отклонения измерительной оси 3 от вектора В гравитационного поля,Способ осуществляют следующимобразом,Акселерометр 1 (Фиг, 1) устанавливают на рабочую платформу 2 установки таким образом, чтобы центр массЧЗ был расположен над рабочей осью Оустановки (точка А), а измерительнаяось 3 направлена по горизонтали и .перпендикулярно рабочей оси О, Производят гармоническое изменение ориентации измерительной оси 3 относительно вектора В гравитационногополя путем задания нормированных значений амплитуды и частоты угловых12489 2колебанийрабочей платформы 2 в направлении Б в рабочем диапазоне частот. Измеряют амплитуду выходногосигнала акселерометра 1. Перемещаютакселерометр 1 в направлении, перпендикулярном измерительной оси 3(точка А). Задают платформе 2 ана"логичные нормированные значения амплитуды и частоты угловых колебаний Ю в диапазоне частот, определяемом вы- ражением В " в1 К,у1 кф Дф=а+сцК- ф а- фгЯ 5 = 001 ю дК (2) Определяют соответственно разность амплитуд выходных сигналов ц= Ц 2- ц, (3) где 11 и 11. - амплитуды выходногоакселерометра 1 соответственно в положениях Аи А,Находят коэффициент преобразова" ния 45 ьУ,Ка(4) 50 Амплитуду градуировочного сигнвлаКдцв диапазоне частот ы с ы с - -, где ын - нижний предел частотного диапазона измерений акселерометра 1, оп ределяют при малых амплитудах угла0(м колебаний рабочей платформы 2 по формуле с 4= оа 8 где со - верхний предел частотногодиапазона измерений акселерометра;К - коэффициент запаса точности;д - предел допускаемого значения относительной погреш"ности градуировки;я - ускорение свободного падения;25 К - расстояние от рабочей осиустановки до измерительнойоси акселерометра в первомположении.Измеряют амплитуду выходного сигнала акселерометра 1. Определяют разность амплитуд входных сигналов вдиапазоне частот согласно (1) в двухположениях(8) П 2 П "З р где Бз - амплитуда выходного сигнала акселерометра 1 в положении Аз.Находят коэффициент преобразова- ния ЙП 7К4 с 2(9) 35 Значение угла у задают в диапазоне от Т/4 до и/3.Определяют АЧХ в относительных единицах, приведенную к нормируемой частоте КИКн где К,. - коэффициент преобразования 45на 1-й частоте;Кн - коэффициент преобразованияна нормированной частоте,На фиг. 3 изображены относительные АЧХ акселерометра, приведенныек частоте 0,1 Гц и определенные экспериментально по известному способу (кривая с) и по предлагаемомуспособу (кривая б), из которых следует, что способ позволяет увеличить 55верхний предел частотного диапазонаградуировки от 0,5 до 100 Гц,Способ градуировки акселерометровпри вертикальном положении измери 3 13124В этом диапазоне частот тангенциальную составляющую входного сигнала, не превышающую значения К сР,не учитывают.Определяют коэффициент преобразо 5вания для фиксированных значенийчастот по формулеКП(6)Способ может быть также реализсван следующим образом,Акселерометр 1 перемещают из положения А в положение А путем поворота измерительной оси 3 вокруг рабочей оси 0 на угол у. Задают рабочей 15платформе 2 угловые колебания в диапазоне частот согласно (1), Измеряютамплитуду выходного сигнала акселерометра 1, Определяют разность амплитуд градуировочных сигналов в положениях А, и Айп =сс,о д-са я Созд =сс,ю В(1-Сову),(7)Определяют соответственно разность 25амплитуд выходных сигналов 89 4тельной оси осуществляют следующимобразом,Акселерометр 1 (фиг. 2) устанавливают на рабочую платформу 2 установкитаким образом, чтобы центр масс его ЧЭбыл расположен над рабочей осью 0 установки (точка А), а измерительнаяось 3 направлена перпендикулярно рабочей оси 0 и составляла уголот"носительно вектора В гравитационногополя, Производят гармоническое изменение ориентации измерительной оси 3относительно вектора В с нормируемыми значениями амплитуд и частоты врабочем диапазоне частот. Измеряютамплитуду выходного сигнала акселерометра 1. Перемещают акселерометр 1в направлении, перпендикулярном измерительной оси 3 (точка А ) так,чтобы центр масс его ЧЭ оставалсянад рабочей осью 0; Производят гармоническое изменение ориентации измерителей оси 3 относительно вектора Вс аналогичными нормируемыми значениями амплитуды и частоты в диапазонечастот согласно (1). Измеряют амплитуду выходного сигнала акселерометра1Амплитуду градуировочного сигнала.Пйв диапазоне частот усо С -определяют по формулед=дс Я Б 1 пУ. (10)Коэффициент преобразования для фиксированных значений частот расчи тывают по формуле (6), Определяют, разность амплитуд градуировочных сигналов в диапазоне частот согласно (1) в двух положенияхДд= со 1 м) й К ю2Находят коэффициент преобразования согласно (4),Способ может быть также реализован следующим образом,Перемещают акселерометр 1 из положения А в положение А путем поворота измерительной оси 3 вокруграбочей оси 0 на угол у и задаютвходной сигнал в диапазоне частотсогласно (1), Разность амплитуд градуировочных сигналов определяют поформуле647 =сФЯ(81 пу 7- 81 пу). (12)Находят коэффициент преобразования согласно (9).Значение угла у выбирают в диапазоне от 7/36 до Т/6, 5 1Применение предлагаемого способаградуировки по сравнению с известнымспособом позволяет при заданном пре-.деле погрешности, не превышающем 1 Е,расширить верхний предел частотногодиапазона градуировки от 0,5 до100 Гц. В то же время избирательнаяградуировка в двух положениях сокра"щает продолжительность процесса бо"лее чем на 507Формула и з обре тения1. Способ градуировки линейных акселерометров, заключающийся в том, что градуируемый акселерометр устанавливают на рабочей платформе с горизонтальной осью колебаний так, что измерительная ось акселерометра расположена в плоскости платформы, перпендикулярной оси ее колебаний, а центр масс чувствительного элемента акселерометра не совпадает с осью колебаний платформы, задают акселерометру входной сигнал путем гармонического изменения ориентации его измерительной оси относительно вектора гравитационного поля при колебаниях рабочей платформы перемещают акселерометр на рабочей платформе в направлении, перпендикулярном измерительной оси акселерометра таким образом, чтобы центр масс его чувствительного элемента не совпадал с осью колебаний платформы, и повторно задают акселерометру входной сигнал путем гармонического .изменения ориентации его измерительной оси3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и "20 ч а ю щ и й с я тем, что входнойсигнал в обоих положениях задают вдиапазоне частот верхний предел частотногодиапазона измерений акселерометра;коэффициент запаса по точностипредел допустимого значения относительной.погрешности градуировки;ускорение свободного падения;расстояние от рабочей осиустановки до измерительнойоси акселерометра. где шЬ 3124896относительно вектора гравитационного поля, о т л и ч а ю щ.и й с ятем, что, с целью расширения частотного диапазона градуировки, приустановке акселерометра центр массего чувствительного элемента располагают выше горизонтальной плоскости,проходящей через ось колебаний платформы.10 2, Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что перемещениеградуируемого акселерометра на рабочей платформе из первого положенияво второе осуществляют поворотомего измерительной оси вокруг оси колебаний платформы на фиксированныйугол.312489 ЯГц Составитель А, ТрунТехред Л,.Сердюкова акт лк ор,А, Обручар 7 к дписное Рауш Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная 967/43 ТиражВНИИПИ Государствепо делам изобрет 113035, Москва, Жкомитета СССР открытий ская наб., д.