Устройство для измерения ускорений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК в 4 С 01 Р 15 САНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВ ИЗМЕРЕНИЯ УС УСЙ ОЙСТВ(57) Изобретение относится тельной технике и может бы зовано для измерения линей ний подвижных объектов. Цел тения является повьнпение т мерения ускорений. Цель до тем, что в устройство для и ускорений, выполненное в ви У 34 А,Буг тельство СССРР 15/08, 1983.137,70. змерения де трубк ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ 1 ТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидеВ 1160316, кл. С 01Патент США У 3498кл, 6 01 Р 15/08, 19 к измериь нспольых ускореью изобречности изтигается3 1508172 4 с гермообъемом 1, заполненным демпфирующей жидкостью 2, имеющее два проводящих инерционных тела 3 и 4, дискретные датчики положений инерционныхтел относительно корпуса, вычислитель, введены постоянный магнит 5,размещенный в центре гермообъема, катушка размагничивания 6, четыре парыконтактов 1 Ц, 11, 12 и 13 регистрации 10крайних положений инерционных тел,генератор эталонной частоты, схемы 2ИЛИ-НЕ, счетные схемы, источник питаИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-. 20 зовано для измерения линейных ускорений подвижных объектов.Цель изобретения - повьппение точности измерения ускорений,На фиг. 1 представлено устройство 25 для измерения ускорений; на фиг. 2 его функциональная схема; на фиг. 3 электрическая функциональная схема счетной схемы.Устройство содержит корпус 1 с 30 гермообъемом, заполненным демпфирующей жидкостью 2. В гермообъеме расположены два проводящих сферических инерционных тела 3 и 4, причем инерционное тело 3 имеет плотность меньше,35 а инерционное тело 4 - больше плотности демпфирующей жидкости, В центральной части гермообъема на равном расстоянии от его торцов установлен постоянный магнит 5, поверх которого 40 расположена катушка б размагничивания, На внешней стороне корпуса над свободным от постоянного магнита гермообъемом расположены два датчика положения инерционных тел относитель но корпуса. Датчики имеют общую катушку 7 возбуждения и сигнальные катушки в верхней 8 и нижней 9 половинах гермообъема. Для каждого инерционного тела имеются контакты регист рации крайних положений. Конечные положения регистрируются контактами 10 и 11, а начальные положения - контактами 12 и 13 соответственно.Два одинаковых канала измерения содержат соответственно первый 14 и второй 15 усилители, первый 16 и второй 17 детекторы, первый 18 и второй 19 компараторы, первую 20 и ния и выключатель, Счетная схема состоит из счетного триггера, трех схем2 И, трех счетчиков, двух регистровсдвига и двух регистров памяти. Устройство позволяет производить калибровку акселЕрометра непосредственно перед началом измерения в реальных температурных условиях работы устройства, атакже учитывает наличие переходногопроцесса в движении инерционного тела при меняющихся по величине ускорениях. 3 ил. вторую 21 схемы 2 ИЛИ-НЕ. Устройствоимеет также источник 22 питания, генератор 23 эталонной частоты, выключатель 24, вычислитель 25 и две счетные схемы 26 и 27 для соответствующих каналов измерения. Каждая счетная схема состоит из счетного триггера 28, трех схем 2 И 29, 30 и 31,трех счетчиков 32, 33 н 34, двухрегистров 35 и 36 сдвига и двух регистров 37 и 38 памяти,Инерционные тела 3 и 4 свободноразмещаются соответственно в верхнейи нижней частях гермообъема 2. Постоянный магнит 5 выполнен в виде цилиндра и размещен на равных расстояниях от верхней и нижней частей гермообъема, в этом же месте на корпус1 намотана катушка 6 размагничивания. Катушка 7 возбуждения датчика положения соединена с первым выходом источника 22 питания, а сигнальные катушки 8 и 9 соответственно через усилители 14 и 15, детекторы 16 и 17, компараторы 18 и 19 - с первыми входами счетных схем 26 и 27, третьи входы которых подключены к выходу генератора 23 эталонной частоты, а вторые входы - к выходам первой 20 и второй 21 схем 2 ИЛИ-НЕ соответственно. Первые и вторые входы схем 2 ИЛИ-НЕ через контакты регистрации крайних начальных и конечных положений инерционных тел 1 О и 12,. 13 и 11 соответственно подключены к второму выходу источника 22 питания. Катушка б размагничивания через выключатель 24 соединена с вторым выходом источника питания, первый и второй55081 выходы счетных схем 26 и 27 - с информационными входами вычислителя 25,В каждой из счетных схем 26 и 27 первый вход соединен с первыми входами первой и второй вхем 2 И 29 н 30, вторые входы этих схем подключены соответственно к инверсному и прямому выходам счетного триггера 28, Выходы схем 2 И 29 и 30 соединены ео счетными входами первого и второго счетчиков 32 и 33, выходы которых соединены с информационными входами соответственно первого 37 и второго 38 регистров паияти, а их выходы - соответст вецно с первым и вторым выходами счетных схем. Входы синхронизации первого и второго регистров 37 и 38 памяти подключены к первым выходам регистров 35 и 36 сдвига., вторые вы ходы которых соединены с входами обнуления соответственно счетчиков 32 и 33, Тактовые входы регистров 35 и 36 сдвига подключены к выходу третьей схемы 2 И 31, а информационные - 25 соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 28 счетный вход которого подключен к выходу переноса третьего счетчика 34, Счетный вход счетчика 34 соединен с выходом третьей схемы 2 И 31, первый вход которой соединен с вторым, а второй - с третьии входами счетнойсхемы,устройство для измерения ускоренийработает следующим образом,В исходном положении инерционныетела 3 и 4 удерживаются постоянным.магнитом 5. На катушку 7 возбуждениядатчиков положения инерционных телподается переменное напряжение с первого выхода источника 22 питания, Всигнальных катушках 8 и 9 датчика положения верхней и нижней половин гермообъема наводится переменная ЭДС,Этот сигнал усиливается усилителями 14и 15, выпрямляется детекторами 6и 17 и подается на входы компараторов18 и 19, Величине выпрямленного напряжения с катушек 8 и 9 в начальномположении соответствует нулевой сигнаг на выходе компараторов, Этот сигнал через первые входы счетных схем26 и 27 поступает на первые входыпервой и второй схем 2 И 29 и 30 в каж дой счетной схеме. В исходном положении инерционные тела заьыкают контакты 12 и 13 регистрации крайнего положения и напряжение источника 22 пита 72 6ния через схемы 2 ИЛИ-НЕ 20 и 21 и схему 2 И 3 препятствует прохождению сигнала генератора 23 эталонной частоты на счетный вход третьего счетчика 34, Все три счетчика 32, 33 и 34 в каждой счетной схеме 26 и 27 находятся в сброшенном состоянии.Для калибровки устройства перед началом измерения замыкается выключатель 24 и подключаемый к катушке 6 размагничивания второй выход источника 22 питания размагничивает постоянный иагнит 5, Инерционные тела 3 и 4 освобождаются от связей и под действием ускорения свободного падения начинают двигаться к противоположным концам гермообъема 2, при этом размыкаются контакты 12 и 13, в результате чего единичный сигнал со схем 2 ИЛИ-НЕ 20 и 21 в каждой счетной схеме 26 и 27 обеспечивает прохождение импульсов с генератора 23 эталонной частоты на счетчик 34. В моменты пересечения инерционными телами катушек 8 к 9, расположенных равномерно по длине корпуса, на выходах компараторов 18 и 19 появляется сигнал, поступающий на первые входы счетных схем, При каждом запслнении счетчика 34 с его выхода переноса поступает единичный импульс на вход счетного триггера 28, перебрасывая его в противоположное состояние и тем самым коммутируя поступление импульсов с первого входа счетной схемы поочередчо на счетчики 32 или 33, Число импульсов, набранное счетчиками 32 и 33 за время , , в течение которого счетчик 34 заполняется импульсами, соответствует расстоянию, пройденному инерционными телами 3 и 4 за это время, Информация со счетчиков 32 и 33 переписывается в регистры 37 и 38 памяти, Последовательность управляющих импульсов, необходимых для за-. писи числа в регистры 37 и 38 памяти и сброса счетчиков 32 и 33 формируется сдвигающими регистрами,35 и 36.По записанным в регистры памяти трем последовательным замерам числа импульсов И 1, М 1 и Иза соседние промежутки временивычислитель рассчитывает калибровочные коэффициенты Ки К по выражениям:Ы- И К = Ы ----кУ 2 ь 1 Д ф 1 41508172 1, О т;и и где Ык - действующее при калибровкеускорение, например, ускорение силы тяжести,5Полученные значения козффициентовЕ и К заносятся н память вычислите"ля и используются при измерении ускорений, следующем непосредственно после калибровки.Функционирование узлов и элементов устройства при измерении ускорений, действующих на объект, то же,что н при калиброке. Расчет действующего на устройство ускорения И осуществляется нычислителем с учетомхранимых н его памяти значений К,и К по измеренному количеству имапульсон Н, и Б, В двух последовательных замерах по выражению Нри измерении устройством изменя ющихся ВО времени ускорений исключается динамическая ошибка, вызванная конечным оыстродейстнием измерителя-. Использование полученных при калибровке непосредственно перед измерением ускорения значений коэффициентов К и К исключает ошибки, вызываемые температурными изменениями па-. раметрон устройства. формула изобретения 1, устройство для измерения ускорений, содержащее корпус в ниде трубки с гермообъемом, заполненным демп" фирующей жидкостью, два проводящих инерционных тела, имеющих плотность соответственно больше и меньше плотности жидкости, дискретные датчикиположения инерционных .тел относительно корпуса и вычислитель, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, н неговведены постоянный магнит н форме цилиндра, размещенный В гермообъемена равных расстояниях от торцов кор.пуса, катушка размагничивания, поме-.щенная на наружной поверхности трубки над постоянным магнитом, четырепары контактов регистрации крайнихположений инерционных тел, генераторэталонной частоты, две схемы 2 ИПИ-НЕ,две счетные схемы, источник питания и выключатель, причем выходы перьо -го и второго датчиков положения соединены соотнетстне;ио с Гарными Входами перв. й и второ . счетнь.х с.;.емпервый и второй Выходы которых соединены с информацио-".Иьми Входа и Вы" числителя, Вторь 1 е Входы счетньх схемподключены соотзетс;Зенно к нь 1 ходампервой и второй схем 2 ИЛИ-НЕ. а третьи входы - и Выходу генераторазталонной частоты, входы каждой схемы 2 ЯИН."; НОДключены чер:, дье парыкон Гяктов РеГистрацин крайних положений соответствующих инерционных тел к ВтОРОму Вьй,оду нс Оника пи 1 ания, который через выключатель соединен также с катушкой размагиичиВания, 2 Устройство по и,Ю Ш Е Е Г я ТЕМ ТО ая счетная с"ем- со,тоит из четногатриггера, трех хем 2 И трех счетчиков, цвух регистров сдвига и двух реГистрОВ памяти., причем пеРВый Входсчетной схемы соединен с первыми входами первей и Второй схем 2 И., вторые Зходй кстбрых подк;.ючены соотзетстженно к инверсному и прямому выходам счетного триггера, а Выходы через перый ч второй с.ет,т я - :.яонмаци ОННЫМ ВХОааМ ПЕРВОГО И НТОВОга -.ЕГИстрон памяти соответственно, Входы синхронизации РВГистРОВ памяти соедииены с первыми Выходами перно"о и; ТОРО го Ре ист РОВ сдниГя соотзет стненИО вторые Входы котООых подключенык входам установки нуля второго ипервого счетчиков соответственно, входы тактовых импульсон обоих регистровсдвига соединены с выходом третьейсхемы 2 И, а информационные входы - спрямым и инверсным выходами счетноготриггера соответственно вход счетного триггера соединен с выходом переноса третьего счетчика, счетныйвход которого подключен к выходу третьей схемы 2 И выходы герного и второго регистров памяти являются соответственно первым и вторым ныходаьисчетной схемы, первый вход третьейсхемы 2 И Вторым ВХОДОМ 9 а второйВход - третьим входом счетной схемы,Корректор М,Шарош аказ 553 б/48 Тираж 789 ПоНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Ра ская н дписноеи открУш аб., ,ям при ГКНТ СССР5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин