Компенсационный акселерометр

Компенсационный акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соы1налистическнк

Республик

720416 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 19.07.78(21) 2gq59 1 1810 с прнсоеднненнем заавкн.% (51) М. Кл.

601 P 15/08

3Ъеударстввнньй камнтет

СССР (23) Прнорнтет, ac деии нзейреиннй н отнрьпнй

Опубликовано 05.03.80.:Евллетень Х 9 (53) УДК, 531.768 (088.8) Дата опублнковання описания 07.03.80 (72) Авторы нзобретення

М. Кущуль, В. Н. Еремичев, В. Е. Дьячков, А. Т. Кизимов и Г,. Г. Козлов

Ленинградский институт авиационного приборостроения (5C) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР ц 2

F=jc Тгъ

Изобретение относится к измерительной технике н предназначено для измерения ускорений.

Известен компенсационный акселерометр, содержащий электростатический обратный преобразователь, состоящий из неподвижных электродов, между которыми расположен подвижный чувствительный элемент, датчик положения чувствительного элемента, выход которого через дифференциальный усилитель подключен к соответствующим электродам обратного преобразователя (1$ .

В этом акселерометре в зависимости от направления внешнего возмущения работает один из электростатических элект-родов.

Статичсская характеристика обратного преобразователя определяется формулой где к — коэффициент пропорциональности

U — разность потенциалов между электродами; — величина зазора между электродами

Недостатком такого акселерометра является нелинейпость его характеристики, определяемая нелинейностью статической характеристики обратного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является компен— сацнонный акселерометр, содержащий подвижный чувствительный элемент, установленные с противоположных сторон от него электростт ические электроды, датчик положения чувствительного элемента, подключенный к входу усилителя, сумматор и блок вычитания, первые входы ко— торых подключены к источнику опорного напряже|ци, втор .!å входы — к выходу усилителя, а выходы -к электростатическим электродам, и индикатор, подключеннъ!й к выходу усилителя 12 .

720416 (U0 Ui (U0 имеет вид ьР=Ъ

1Р 12 где

Выражение для силы, воздействующей на подвижный чувствительный элемент, ко эффи ци ент лропО(1цио н алььности; величина опорного напряжения; — приращение величины напряж ения н а электрод ах; зазор между электродами и подвижным чувствительным элементом при его центральном положении;, Я вЂ” изменение величины зазора при перемещении чувствительного элемента.

Следовательно, сила электростатического обратного преобразователя непиней— но зависит от входного напряжения из-за изменения величины зазора, и статическая характеристика всего акселерометра нелинейна.

Цель изобретения — повышение точности за счет линеаризации статической характеристики аксеперометра.

Указанная цель достигается тем, что и компенсационный акселерометр дополнителыю введены последовательно соединенные корректирукнпий акселерэметр, масштабное звено и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — ко вторь1м входам первого сумматора и блока вычитания.

На чертеже приведена функшюнальная схема компенсационного акселерометра.

Компенсационный акселерометр содержит. подвижный чувствительный элемент 1, установленные с противоположных от него сторон электростатические электроды 2,3, составляющие обратный преобразователь, датчик 4 положения чувствительного эле— мента, подключенный к входу усилителя 5, первый сумматор 6 и блок 7 вычитания, первые входы которых подключены к источнику 8 опорного напряжения, вторые входы — к выходу второго сумматора 9, а выходы — сooTBPTñòâåíío, к электростатическим электродам 2 и 3.

Индикатор 10 подключен к выходу второго сумматора 9, к первому входу которого подключен выход усилителя 5, . а ко второму входу — последовательно соединенные корректирующий акселерометр 11 и масштабное звено 12.

Компенсационный акселерометр работает следующим образом

При отсутствии ускорения подвиж1п,1й чувствительный элемент 1 находится в центральном положении. При этом сигнал с датчика 4 положения чувствительного элемента, сигнал с корректирующего ак— селерометра 11 и, соответственно, сигнал на выходе второго сумматора 9 равны нулю.

Напряжение на электростатических электродах 2, 3 равны напряжению, поступающему с источника 8 опорного пав пряжения. При этом силы, воздействую— шие на подвижный чувствительный элемент 1 со стороны электростатических

15 электродов 2, 3, равны и противоположны.

При воздействии внешнего ускорения, например в направлении электростатического электрода 3, с выхода корректи20 руюшего акселерометра 1 1 через масштабное звено 12, второй сумматор 9, первый сумматор 6, блок вычитания 7, на электростатические электроды поступает сигнал, при котором сила электро— статического электрода 2 увеличивается, а сила, создаваемая электростатическим электродом 3, уменьшается.

Коэффициент передачи масштабного звена 12 выбран таким образом, что результирующая всех сил, действую1лих на подвижный чувствительный элемент 1, близка,к нулю а его положение близко к цс:1трольному.

В случае возможной недокомпенсации или перекомпенсации сигнал с датчика 4 перемещения чувствительного элемента через усилитель 5, сумматорь1 9, 6 и блок 7 вычитания поступает на электростатические электроды 2, 3, и силы, действующие на подвижный чувствительный элемент, изменяются таким образом, чтобы он возвратился в центральное положение.

Так как при этом отклонение чувствительного элемента 1 весьма невелико по сравнению с известным, то нелинейность статической характеристики обратного преобразователя, возникающая за счет изменения величины зазора, значительно уменьшается, а значит пианеризуется и статическая характеристика всего акселером етра.

Формула изобретения

Ко."ëпенсQlllIoIIIIbI11 AKcелеРомеГп, ООдержащий подвижный чувствительный элемент, установленные с противополож— ных сторон от него электростатические электроды, датчик положения чувствитель юго элемента, подключенный к входу усилителя, первый сукплатор и блок вычитания, первые входы которых подключены к источнику опорного напряжения, а выходы — к электростатическим электродам, и индикатор, подключенный ко вторым входам первого сумматора и блока вычитания,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности за счет линеаризации статической характеристики акселерометра, в него введены последовательно соедин нные корректирук ций акселерометр, масштабное звено и второй сумматор, другой вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — ко вторым входам первого сумматора и блока вычитания.

11сточнпки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Испытательные приборы и стенды, 1977, % 48, с. 29-35.

2. Горенштейн И. А. и Шульман И. А.

Инерщю п ые навигашюнные системы. М., 1970, с. 101-105 (прототип).

Составитель И. Полунина

Редактор Л. Веселовская Техред И. Асталош Корректор _#_° . 11lnPo: "

Заказ 334/17 Тираж 10 19 Г1одписное

П1111ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ1 Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4