Угловой акселерометр

Угловой акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения - повышение точности измерения угловых ускорений. Если на угловой акселерометр не действует угловое ускорение, то время поворота коромысла в одну и другую стороны одинаково. При действии углового ускорения на акселерометр, например, по часовой стрелке коромысло 1 вращается против часовой стрелки быстрее, а по часовой - медленнее, так как на коромысло действуют соответственно сумма и разность двух моментов: задаваемого электростатическим полем и измеряемым ускорением. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 Р 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4638782/10 (22) 17.01.89 (46) 15.07,91. Бюл. № 26 (72) В.А, Крюков, А,Ф. Остривной, В.А. Сошников и Н.С. Чаленко (53) 531.768(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 498555, кл. G 01 Р 15/08. 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 501355, Kn. G 01 P 15/08; 1976. (54) УГЛОВОЙ АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения — повышение точИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения угловых параметров движения.

Целью изобретения является повышение точности измерения угловых ускорений.

На чертеже показан общий вид устройства.

Угловой акселерометр содержит инерционное тело, выполненное в виде токопроводящего коромысла 1, на концах которого размещены токопроводящие шары 2, заполненные демпфирующей жидкостью 3, например вязким машинным маслом, вазелином, жидкими клеями и т.д., что позволяет получить коэффициент восстановления после удара, близкий к нулю. Центр масс коромысла 1 закреплен в корпусе 4 на подшипниках 5 с малым коэффициентом трения. На коромысле 1 между шарами 2 и его центром, ближе к центру, размещены электрические контакты 6. В корпусе 4 закреплены основные электроды 7, 8, покрытые слоем . диэлектрика: 9, например

„„5U „„1663558 А1 ности измерения угловых ускорений. Если на угловой акселерометр не действует угловое ускорение, то время поворота коромысла 1 в одну и другую стороны одинаково, При действии углового ускорения на акселерометр, например,по часовой стрелке коромысло 1 вращается против часовой стрелки быстрее, а по часовой — медленнее, так как на коромысло 1 действуют соответственно сумма и разность двух моментов: задаваемого электростатическим полем и измеряемым ускорением. 1 ил. фторопласта, и дополнительные электроды

10, 11, установленные на упругих элементах

12, в качестве которых могут быть применены пружины. Внутренняя полость корпуса 4, выполненного из диэлектрика, например стекла, вакуумирован.. Основные электроды 7 и дополнительные 10 подключены к одному полюсу источника 13 питания, а соответственно электроды 8 и 11 к другому полюсу. Выход регистрирующего прибора

14 соединен с коромыслом 1 и резистором 15, Угловой акселерометр работает следующим образом.

При включении источника 13 питания между электродами 7-8 наводится электрическое поле, под действием сил которого токопроводящие шары 2 вместе с коромыслом 1 и электрическими контактами 6 совершают угловые колебания. Например, при движении правого шара вверх, а левого вниз, т.е. при движении шаров 2 к электродам 7, электрические контакты 6 касаются

1663558 дополнительных электродов 10 и заряжают одной полярностью, например положительной, коромысло 1 и шары 2. При этом основные электроды 7, имеющие ту же полярность, отталкивают шары, замедляя их скорость, так что в момент соударения с диэлектриком 9 скорость шаров 2 становится равной нулю, что обеспечивается заполнением пустотелых шаров 2 вязкой демпфирующей жидкостью 3. После удара шары 2 отталкиваются от диэлектриков 9, электрические контакты 6 отрываются от вспомогательных электродов 10, которые упругие элементы 12 возвращают в исход ное положение, чтобы фиксировать начальный угол перемещения коромысла 1. В момент отрыва на резисторе 15 выделяется импульс тока, который регистрируется прибором 14. Далее под действием электростатического поля коромысло 1 перемещается в обратную сторону — шары 2 движутся к электродам 8. Так как внутри корпуса 4 вакуум, то только в момент касания электрических контактов 6 о вспомогательные электроды 11 на резисторе 15 появляется второй импульс тока. При наличии внутри корпуса 4 воздуха перезаряд шаров 2 происходил бы за счет пробоя при подходе контактов 6 к вспомогательным электродам 10 или 11. Прибор 14 регистрирует только время поворота коромысла 1, далее процессы повторя ются.

Таким образом, на токопроводящее коромысло 1 действует знакопеременный вращающий момент при начальной угловой скорости, равной нулю, и регистрируется время поворота коромысла 1.

Если на угловой акселерометр не действует угловое ускорение, то время поворота коромысла 1 в одну и другую стороны одинаково. При действии углового ускорения на акселерометр, например, по часовой стрелке (фиг. 1) коромысло 1 будет вращаться против часовой стрелки быстрее, а по часовой — медленее, так как на коромысло 1 действует соответственно сумма и разность двух моментов: задаваемого электростатическим полем и измеряемым ускорением, Имеем два уравнения:

2р М+

2р М т3 где M — момент от электростатического поля;

"— момент инерции коромысла;

E,— — измеряемое ускорение;

5 р — угол поворота коромысла между электродами 10 и 11; 1 — время прохождения коромысла в сторону, противоположную действию углового ускорения на корпус акселерометра;

10 tz — время прохождения коромысла в сторону действия углового ускорения.

Из решения системы уравнений (1) получили выражение для определения углового ускорения

15 Е=X ЖУС1 1) (2)

Я 1 т С3

T,е. реализуется абсолютный метод измерения углового ускорения.

Устройство позволяет повысить точность измерения за счет постоянства угла поворота (для каждого акселерометра своя величина) и точного измерения времени, При этом при регистрации временных интервалов исключается пробой и импульс тока появляется только в момент касания вспомогательнЬ>х электродов, а закрепление этих электродов иа. упругих элементах исключает наклеп. Покрытие основных электродов слоем диэлектрика позволяет уменьшить межэлектродное пространство и тем самым добиться постоянства момента электростатического поля.

Формула изобретения

Угловой акселерометр, содержащий корпус, внутри которого закреплены инерционное тело и две пары основных электродов, системы питания и измерения выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены две пары дополнительных электродов, закрепленных к корпусу через упругие элементы, а инерционное тело выполнено. в виде токопроводящего коромысла, центр масс которого прикреплен к корпусу через подшипник, на концах которого закреплены пустотелые токопроводящие шары, заполненные демпфирующей жидкостью и установленные напротив основных электродов, на коромысле между его центром масс и шарами напротив допол-, нительных электродов расположены электрические контакты, причем основные электроды покрыты диэлектриком.

1663558

Составитель Т. Макарова

Редактор О, Спесивых Техред M.Моргентал Корректор Т. Колб

Заказ 2264 Тираж 348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101