Акселерометр

Акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендийулярных плоскостях и заполненных: рабочей жидкостью, и преобразователтГ схода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относителы§о центра масс,измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания,о т л и ч а ющ и и с я тем,что,с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременного и независимого измерения углового и линейного ускорений, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие - $ в общую цепь двух злектротезв. (/) О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

3(59 0 1 P 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3326250/18-10 (22) 10.07 ° 82 (46) 23.03.83. Бюл. В 11 (72) Ю.Г.Брунштейн и А.В.Троценко (71) Отделение Всесоюзного научно-ис ,следовательского проектно-конструкторского и технологического инсти тута источников тока в г.Севастополе (53) 531. 768 (088. 8) (56) 1. Авторское, свидетельство СССР

В 723458, кл. 6 01 Р 15/08, 1980.

2. Патент США 9 3164023, кл. G 01 Р 15/08, 1965 (прототип). (54) (57) АКСЕЛЕРОИЕТР, содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и заполненных

„„Su 1007017 A рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания,о т л и ч а юшийся тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей за счет одновременного и независимого измерения углового и линейного ускорений, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены канапом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни иэ которых включены в цепи каждого электрода, а другие — PI в общую цепь двух электродов.

1007017

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования угловых и линейных ускорений в электрический сигнал.

Известен акселерометр, содержащий замкнутый полый контур, заполненный рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, установленные симметрично относительно его центра масс (1 ).

Описанный акселерометр является однокомпонентым и предназначен для определения параметров углового нестационарного движения. Для одновременного измерения в направлении взаимно перпендикулярных осей параметров углового и линейного компонент нестационарного движения дополнительно используют линейный акселерометр, измерительная ось которого перпендику- 20 лярна измерительной оси углового акселерометра. Такой акселерометр, образованный двумя акселерометрами, смонтированными совместно, имеет инструментальную погрешность, обуслов- 25 ленную неперпендикулярностью их измерительных осей, возникающей при монтаже и эксплуатации ° Установка перпендикулярности измерительных осей представляет известные технологические трудности.

Известен также акселерометр, содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и 35 заполненных рабочей жидкостью, и пресобразоватЕли расхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные 4п электроды которых подключены через резистор к источнику питания.

Этот акселерометр позволяет измерять параметры линейного и углового компонент нестационарного движения.

В акселерометре отсутствует погрешность, обусловленная взаимной неперпендикулярностью измерительных осей 2 J.

Недостатком известного акселеромет р а я вляет ся не во з можно ст ь выде ления информации одновременно и независимо о линейном и угловом ускорениях.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет одновременного и независимо.— го измерения углового и линейного ускорений.

Поставленная цель достигается тем, что в акселерометре, содержащем два 6{) сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и заполненных рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, ус- 65 тановленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие — в общую цепь двух электродов.

На фиг.1 изображена схема акселерометра, на фиг.2 — электрическая схема измерений выходных сигналов акселерометра.

Акселерометр содержит два полых замкнутых сообщающихся контура 1 и

2, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, заполненных рабочей жидкостью 3. В контурах 1 и

2 установлены электрохимические преобразователи 4-7 расхода жидкости 3 в электрический сигнал, по два в каждом контуре, симметрично относительно центра масс точка О). Части контуров 1 и 2, разделенные преобразователями 4-7, сообщены каналом 8, заполненным инертным газом 9. КаждЫй из преобразователей 4-7 выполнен в виде двух измерительных электродов К„ и К> и общих для всех преобразователей электродов A„u A 2. Электроды А,А2, К„IK2 K K2 К„, K2 К„, К2, под2 2 2 Э 3 + 4 ключенные к источнику постоянного тока, с рабочей жидкостью 3 образуют обратимую окислительно-восстановительную систему.

Внутренний диаметр канала 8 на границах раздела газ 9 — жидкость 3 выполнен монотонно уменьшающимся и переходящим в капилляр, что обеспечивает, за счет сил поверхностного натяжения жидкости 3, удержание газа 9 в канале 8, Измерительные оси угловых ускорений представлены осями ОХ и ОУ, а измерительная ось линейного ускорения — осью OZ.

Электрод А < и А > подключены непосредственно к аноду гальванического источника Е питания посредством одноименных ответных частей разъемных соединений (фиг.1 и 2) . Аналогично .через резисторы R u Rq электроды K"„, чены к катоду "источника E питания. резисторы R установлены индивидуально в каждую цепь перечисленных электродов, а резисторы R â общую цепь двух электродов К и Й, К" и К2, К1 и К1. К2 и К2 различных преобра3 + 3 зователей одного контура. К резисторам R в цепях электродов К" и К, 1 2

К и К преобразователей 4 и 5 контура 1, и в цепях электродов К и К

Ъ

-1

К> и К преобразователей б и 7 конту.1007017 ра 2 подключены усилительно-согласу- ющие устройства 10, выходные цепи которых соединены с входными цепями сумматора 11.

Непосредственно к электродам К и

К, К и К, К и К, I- и К каждо

3 3 -+ 5 го преобразователя йодключены усилительно-согласующие устройства 12, выходные цепи которых соединены с входными цепями индивидуальных для каждого контура сумматоров 13. 10

С резисторов R< снимают информацию о линейном ускорении в направлении измерительной оси 02, с резисторов

R — информацию об угловых ускорениях в направлениях измерительных осей OX 15 и ОУ.

Акселерометр работает следующим образом.

При воздействии на акселерометр только угловых ускорений в направлении осей ОХ и ОУ контуры 1 и 2 движутся ускоренно против часовой стрелки (если смотреть навстречу осям ОХ и Оу). При этом в контурах 1 и 2 воз-. никают потоки жидкости 3 по часовой стрелке, приводящие к увеличению токов в цепях электродов К1, К, Кз, К и уменьшению токов в цепях элек4 2 тродов К>, К, К, -К „пропорциойапь f 2 3 4 но расходу жйдкости 3 через преобразователи 4-7, а следовательно, и воздействующему ускорению. Приращения напряжений от токов электродов на сопротивлениях R каждого преобразователя 4-7, пропорциональные ускорению, усиливаются усилительно-согласующими устройствами 12 и в каждом контуре суммируются. Таким образом, ийформация об угловых ускорениях каждого. контура 1 и 2 выделяется независимо на сумматорах 13. Суммарные 40 приращения напряжений на сопротивлениях R 1 каждого контура равны О, так как приращения равны между собой и противоположны по знаку.

При воздействии на акселерометр только линейного ускорения в направлении оси 02 за счет разности плотностей жидкости 3 и инертного газа 9 возникают однонаправленные (сверху вниз) потоки жидкости 3 через преобразователи 4-7 из контуров 1 и 2 в канал 8, вызывающие увеличение токов в цепях электродов К1, К2, К3. К2 и уменьшение токов в цепях электродов

1 2 Э 4

K1I K1t К1.

Приращения напряжений от токов электродов, эквивалентные линейному ускорению, на сопротивлениях R в каждом контуре усиливаются устройствами 10 и суммируются сумматором 11.

Эти же сигналы через резисторы R поступают на вход устройств 12, с выходных цепей которых сигналы поступают на сумматоры 13 с противоположны» ми знаками. Таким образом, информация об линейных ускорениях на выходе сумматоров 13 не выделяется °

При одновременном воздействии угловых и линейных ускорений соответствующие потоки жидкости 3 в контурах

1 и 2 независимы и информация об угловых и линейных ускорениях снимается независимо с сумматоров 11 и 13.

Сообщение частей контуров 1 и 2, разделенных преобразователями 4-7, каналом 8, заполненным инертным газом 9, позволяет путем реализаций независимых потоков жидкости 3 в контурах 1 и 2 от воздействия угловых и линейных ускорений и соответственного выделения информации иэ сигналов преобразователей 4-7, производить одновременные независимые измерения угловых и линейных ускорений в направлении взаимно перпендикуляр.ных измерительных осей, что расзаиря ет функциональные воэможности акселерометра.

1007017.g4 4 кг KE

К> к, ! 1

Составитель Н.Мараховская

Редактор О..Половка Техред Е.Харитончик Корректор A.Ïîâõ

Заказ 2130/68 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитЕта СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4