Устройство для настройки акселерометров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21/00 ГО СУДА Р СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПР(51) ЙТКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР% 1203441, кл, О 01 Р 21/00, 1986,2, Авторское свидетельство СССРМ 489039, кл, 6 01 Р 21/00, 1973.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ(57) Использование: приборостроение, устройства для настройки акселерометров,.,Ы 1765774 А Сущность изобретения: шкивы 6 и 10 выполнены взаимно развязанными, Шкивы 6 меньшего диаметра установлены на осях 8 в подшипниках 7 качения. На гибкой связи 5, охватывающей шкивы 6 меньшего диаметра установлена"допблнительная платформа 1 с акселерометром 2, После отведения фиксатора 12 (разаретирование устройства) платформа 1 с акселерометром 2, поднятые на заданную высоту, будут перемещаться вниз с заданным ускорением, меньшим 9, определяемым соотношением масс грузов 3 и 4 и моментом инерции шкивов 6 и 10. 1 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к приборостроению, а точнее - к устройствам для градуировки и проверки акселерометров направленной и сфери;еской чувствительности с настройкой меньше и больше о,Для пояснения рассмотрим устройство и принцип действия акселерометров направленной и сферической чувствительности с настройкой меньше и больше о. Например, типовую конструкцию акселерометра направленной чувствительности МЕ 3.602.013 и вариант акселерометра сферической чувствительности.Конструкция акселерометра направленной чувствительности.Акселерометр состоит из корпуса, инерционного тела, пружины, контактов, изоляционной прокладки, стопорного винта, втулки,Принцип действия следующий, При действии инерционной силы инерционное тело преодолевает действие силы пружины и перемещается до замыкания контактов величина настройки определяется силой пружины, фиксация пружины в растянутом состоянии производится при помощи стопорного винта, установленного во втулке,Конструкция акселерометра сферической чувствительности, где чувствительным элементом является ртуть,Акселерометр состоит из корпуса, который является сферическим контактом, внутреннего контакта, выводов, изоляторов, ртути,Принцип действия следующий.При действий силы земного тяготения и в отсутствие инерционной силы ртуть будет находиться внизу, поверхность ртути будет горизонтальна, межконтактный зазор будет равен д. При уменьшении гравитационной силы, например при движении акселерометра с некоторым ускорением вниз ртуть за счет сил молекулярного сцепления будет стремиться занять форму шара. Произойдет замыкание контактов. При полной несовместимости ртуть приобретает форму шара (контакт выполняется из материала, смачиваемого ртутью), электрическая цепь окажется замкнутой.При настройке акселерометров с ускорением как больше, так и меньше о, широкое применение имеют ротационные установки, Примером такой установки может служить установка РУ 5/300. Установка включает в себя станину с мотором, вал, вращающийся от мотора, стол, жестко закрепленный на валу и вращающийся в горизонтальной плоскости, испытуемый акселерометр крепится на столе на расчет.- ном радиусе так, что центробежная сила направлена по оси инерционного тела акселерометра и в сторону его движения, Принцип работы установки состоит в том, что при увеличении числа оборотов стола воздействие центробежной силы на инерционное тело будет возрастать и по достижении необходимой величины вызовет перемещение инерционного тела, а следовательно, и срабатывание акселерометра.Эта установка имеет недостаток, который заключается в том, что при настройке акселерометров направленной чувствительности с настройкой меньше о она дает погрешность не менее 10 О за счет наличия трения скольжения при перемещении инерционного тела, так как сила тяжести, действующая на инерционное тело, направлена перпендикулярно центробежной силе,Проверять акселерометры сферической чувствительности с настройкой меньше оне представляется возможным из-за наличия гравитационной силы, направленной перпендикулярно центробежной силе,Устройство для проверки акселерометров по 1.1, Устройство, содержащее горизонтальное основание, установленный на нем двухстепенной карданов подвес, снабженный приводом вращения каждой рамки, включающим в себя электродвигатель, установленный соосно оси вращения рамки, приборный стол с проверяемым акселерометром, закрепленный во внутренней рамке карданова подвеса, и образцовый акселерометр в блоке управления приводом обеих рамок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при задании малых ускорений, оси вращения рамок подвеса установлены под углом 45 к основанию, а ось чувствительности акселерометра в исходном состоянии перпендикулярна осям вращения рамок карданова подвеса,2. Устройство по и, 1 отличается тем, что привод вращения каждой рамки выполнен в виде двух маховиков, закрепленных на валах электродвигателей, установленных симметрично относительно геометрического центра подвеса на противоположных сторонах рамки,Данное устройство по сравнению с ротационной установкой имеет преимущество в части обеспечения повышенной точности при настройке акселерометров направленной чувствительности с ускорением меньше д, но имеет существенный недостаток, который состоит в том, что это устройство не позволяет производить настройку акселерометров сферической чувствительности с ускорением меньше о и акселерометров с настройкой больше о,Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является устройство 2, которое и принимается за про 1 отйп понаибольшему количеству общих признаков,Устройство по 2 содержит платформу 5для крепления градуируемого акселерометра и привод платформы, состоящий из падающего груза и двух установлен йыходин наддругим идентичных узлов, соСтавленных неменеечемиздвухжесткосвязанныхшкивов 10различного диаметра, охваченных элементами гибкой связи.Устройство работает следующим образом.:-:- Падающий под действием силы тяжести 15груз через элемент гибкой связи, охватывающий узлы по шкивам радиуса г, приводитэти узлы во вращение, которое через элемент гибкой связи, охватывающей узлы, передается на шкивы радиусом В, что 20приводит в движение платформу, при этомускорение платформы в ЙЙ раз больше ускорения падающего груза,Ускорение акселерометра будет определяться по формуле 25вакс=9 И + 2)й(1)где аакс - ускорение акселерометра, мlс;г,9 - гУскоРение свободно падающего тела9,8 мыс; 30В - радис большого шкива, м;г - радиус меньшего шкива, м.Эта установка имеет недостаток, который состоит в том, что на ней нельзя производить настройку акселерометров направленной и сферической чувствительности сускорейием меньше д.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности настройки 40акселерометров направленной и сферической чувствительности с ускорением меньше 9.Цель достигается тем, что в устройство,содержащее две группы шкивов, расположенных на взаимно параллельных осях, двегибкие связи между шкивами, на которыхзакреплены платформа с градуируемым акселерометром и груз, отличающееся тем,что, с целью расширения диапазона измерения в сторону нижних пределов ускорений, в него введены две дополнительныеплатформы, дополнительный груз, съемныефиксаторы и стопор с пальцем, связанный соснованием, причем одна из дополнительных платформ и платформа с градуируемымакселерометром, на обеих из которых закреплены грузы, расположены на одной охватывающей шкивы меньшего диаметрагибкой связи симметрично друг другу относительно точки, лежащей на середине оси, соединяющей центры шкивов, а другая дополнительная платформа расположена на гибкой связи шкивов большего диаметра, при этом в каждой группе шкивов шкив большего диаметра жестко закреплен на оси, а шкив меньшего диаметра связан с той же" осью через"подшийники качения, а в обоих шкивах каждой группы выполнено не менее двух пар соосн ых друг другу сквозных отверстий, в бтверстии одной пары, выполненном в шкиве меньшего диаметра, установлен палец стопора, а съемные фиксаторы размещены в отверстиях других пар обеих групп шкивов.Признак 1. Шкивы выполнены взаимно развязанными, признак нов по отношению к прОтотипу, известен из других технических решений, служит для исключения влияния момента инерции шкива большего диаметра, что совместно с признаками 2 - 5 обеспечивает достижение эффекта, заключающегося в расширениифункциональных возможностей за счет настройки акселерометров с ускорением меньше 9.Признак 2, Шкивы меньшего диаметра установлены на осях на подшипниках качения, признак нов по отношению к прототипу, выполняет свои известные функции, но необходим для работоспособности устройства, так как исключает трение скольжения, что совместно с 1, 3, 4 и 5 обеспечивает достижение цели,Признак 3, На гибкой связи, охватывающей шкивы меньшего диаметра, установлена дополнительная платформа, расположенная симметрично относительно точки, лежащей на середине оси, которая лежит в плоскости гибкой связи и пересекает оси шкивов, признак нов по отношению к прототипу, неизвестен из других технических решений, служит длякрепления дополнительной массы, обеспечивающей заданное ускорение движения платформы. что совместно с признаками 1, 2, 4 и 4 обеспечйвает достижение цели.Признак 4, В шкивах каждого из узлов выполнено не менее двух отверстий, располбженнйх на одном диаметре, в отверстии нижнего узла, которое находится в нижнем положений, расположен палец стопорного устройства. Признак нов по отношению к прототипу, неизвестен из других технических решений, служит для фиксации устройства во взведенном положении и совместно с признаками 1, 2, 3, 5 обеспечивает достижение цели,Признак 5. Съемные фиксаторы новы по отношению к прототипу, выполняют свою известную функцию, но установленные в отверстие нижнего узла, находящееся в верхнем положении, обеспечивают возможность подъема платформы с акселерометром в верхнее положение при настройке датчиков с ускорением меньше 9 и возможность проверки акселерометров с ускорением больше 9, а установленные в отверстиях верхнего узла сцепляют шкивы для обеспечения возможности проверки акселерометра с ускорением больше 9, т.е, обеспечивают выполнение работы, которая выполнялась прототипом.Таким образом, признак служит для непосредственной цели изобретения, заключающийся в расширении функциональных возможностей за счет возможности настройки акселерометров с ускорением меньше д с использованием максимального хода акселерометра между шкивами.Таким образом, все вышепсречисленные признаки являются существенными, так как необходимы для достижения цели - расширения функциональных возможностей устройства за счет возможности настройки акселерометров с ускорением как больше, так и меньше 9, с использованием максимального хода акселерометра между шкивами.На чертеже показана конструкция предлагаемого устройства.Устройство содержит две платформы 1, на одной из которых закреплен акселерометр 2 и груз а 1 3, на другой - груз щг 4. Платформы 1 закреплены на гибкой связи 5, охватывающей два шкива 6 закрепленные на подшипниках 7, посаженных на осях 8. На осях 8 посредством шпонок 9 закреплены два шкива 10, шкивы 10 могут быть сцеплены со шкивами 6 посредством фиксатора 11, проходящего в отверстия в шкивах, расположенных на одном радиусе, Стопор 12 ,служит для фиксации шкива 6, которая осуществляется путем установки пальца стопора в нижнее отверстие шкива 6, Платформа 13 закреплена на гибкой связи 14, охватывающей два шкива 10, платформа и гибкая связь используются только при настройке акселерометров с ускорением больше д.Подготовка к работе и принцип действия следующие.Снимают гибкую связь 14, охватывающую шкивы 10. Платформу 1, подвешенную на гибкой связи 5 с правой стороны, опускают вручную вниз, при помощи фиксатора 11 скрепляют шкивы 6 и 10, затем шкивы фиксируют стопором 12,На платформе 1, находящейся с правой стороны шкива, закрепляют груз 3 и акселерометр 2, Освобождают стопор 12, включают мотор, привод которого соединен с 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 нижней осью 8 (на чертеже не показан) и поднимают платформу 1 на заданную высоту. Выключают мотор и заводят палец стопора 12 в отверстие шкива 6. На платформе 1, находящейся с левой стороны шкива, закрепляют груз и вынимают фиксатор 11, установка готова к действию. Отводят стопор 12 в правое положение (показано пунктиром), платформа 1 с акселерометром 2 будет перемещаться вниз с заданным ускорением,Пройдя расчетное состояние, платформа при помощи тормозного устройства (на чертеже не показано) остановится,Ускорение акселерометра рассчитывается по формуле вакс = 9(1 ) (2). - + п 11 + глг1гггде аакс - ускоуение, действующее на акселерометр, м/с;9 - угскорение свободного падения тела9,8 м/с );в 1 вг:в 1 - масса, закрепленная на платформес акселерометром, кг;п 12 - масса, закрепленная на платформебез акселерометра, кг;- момент инерции двух шкивов, кг.м.с;2,г - радиус шкивов, м,Таким образом, ускорение, действующее на акселерометр, будет уменьшаться отд до заданной величины.Настройка акселерометра направленной чувствительности будет производитьсяследующим образом. Акселерометр на платформе устанавливают вертикально контактами вниз, в исходном состоянии контактыбудут замкнуты, так как на инерционное тело действует сила земного тяготения д. Придвижении вниз ускорение, действующее наинерционное тело, будет уменьшаться доопределенной величины, определяемой соотношением масс в 1 и гпг, при заданномускорении пружина поднимает инерционное тело на некоторую величину, контактыразомкнутся, в данном случае настройка будет определяться по размыканию контактов.Последовательность настройки акселерометра сферической чувствительности следующая, Акселерометр устанавливают наплатформу в любом положении, контактыразомкнуты.При уменьшении ускорений до заданной величины поверхность ртути будет приближаться к сфере, произойдет замыканиеконтактов.1765774 10 ФормулаизобретенияУстройство для настройки акселерометров, содержащее две группы шкивов, расположенных на взаимно параллельных осях, две гибкие связи между шкивами, на которых закреплены платформа с градуируемым Составитель Л, ФеофановРедактор Т, Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор Н, Гунько Заказ 3383 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Для подготовки установки к проверке акселерометров с настройкой больше 1 ц необходимо проделать следующую работу. Шкивы 6 и 10, находящиеся на верхней и нижней осях, скрепляют при помощи фиксаторов 11, на концы фиксаторов устанавливают ограничители от выпадения фиксаторов (например, штифт или гайку), на шкивы 10 надеваютгибкую связь 14, палец стопора 12 выводят из отверстия в шкиве 6.Дальнейшая работа аналогична работе прототипа.Использование изобретения позволяет за счет расширения функциональных возможностей существующего устройства, предназначенного для настройки акселерометров с ускорением больше 1 д, производить настройку акселерометров с ускорением меньше 1 ц, включая акселерометры сферической чувствительности,акселерометром и груз, о т л и ч а ю щ е ес я, тем, что, с целью расширения диапазона. измерения в сторону нижних пределов ускорений, в него введены две дополнительные 5 платформы, дополнительный груз, фиксаторы и стопор с пальцем, связанный с основанием, причем одна из дополнительных платформ и платформа с градуируемым акселерометром, на обеих из которых закреп лены грузы, расположены на однойохватывающей шкивы меньшего диаметра гибкой связи симметрично друг другу относительно точки, лежащей на середине оси, соединяющей центры шкивов, а другая до полнительная платформа расположена нагибкой связи шкивов большего диаметра, при атом в каждой группе шкивов шкив большего диаметра жестко закреплен на оси, шкив меньшего диаметра связан с той 20 же осью через подшипники качения, а вобоих шкивах каждой группы выполнено не менее двух пар соосных друг другу сквозных отверстий, в отверстии одной пары, выполненном в шкиве меньшего диаметра, уста новлен палец стопора, а съемныефиксаторы размещены в отверстиях других пар обеих групп шкивов,