Маятниковый компенсационный акселерометр

Маятниковый компенсационный акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ < 792148

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскми

Соцмвлмстнческнк

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.01.79 (21) 2717766/ l8-lp с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (5I )M. Кл.

Q Ol P l5/l3

Гееудерстееииый канитет ио делан изобретений и открытий

Опубликовано 30 12.80. Бюллетень ЛЬ 48 (53) УДК 531. .768(088.8) Дата опубликования описания 03.pl 8l (72) Авторы изобретения

Г. И. Бенсман, А. Ф. Бочаров, А. В. Костров, В. И. Митрофанов и В. П. Теленков

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) МАЯТНИКОВЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ

АКСЕЛ ЕРОМ ETP

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению ускорения, и может быть исполь-зовано в инерционных навигационных системах.

При работе маятниковых компенсационных акселерометров на реальных обьектах они подвергаются воздействию вибрации (работа силовых установок, турбулентность атмосферы и т.п). В резуль10 тате воздействия на чувствительный элемент вибрационных ускорений на выходе акселерометров появляется систематическая погрешность.

Известен акселерометр, содержащий две инерционные MBccbI, одна из которых сбалансирована gl g .

Такое выполпение акселерометра снижает в выходном сигнале погрешность, зависящую от вибрации основания, и несколько Расширяет область измеряемых частот.

Известен гакже акселерометр, в котором для компенсации влияния вибрацион( ных ускорений инерционная--масса" подве:шена с помощью спиральных пружин на рычаге с некоторой свободой перемещения массы вдоль рычага (2J.

Рассмотренные акселерометры обло дают недостаточной точностью в широком диапазоне частот вследствие узкой полосы.:пропускания механических элементов, очень сложны конструктивно и требуют точной регулировки, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий рычаг с закрепленными на нем инерционной массой, якорем датчика угла, индуктивно связанным со статором датчика угла, состоящим из сердечника и обмоток, постоянным магнитом датчика момента, индуктивно связанным с управляющей обмоткой датчика момента, причем обмотки статора датчика угла через усилитель подключены к управляющей обмотке датчика момента (3).

Основным недостатком подобного аксель«рометра является то, что при работе на подви :а

Цель изобретения — повышение точности измерения ускорения при работе ак= селерометра на подвижном объекте.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемый акселерометр введены первый датчик вибрации, ось чувствительности которого совпадает с осью чувствительности акселерометра, второй датчик вибрации, ось чувствительности которого совпадает с осью Отсчета угла отклонения инерционной массы, первое и Второе

И фернць ) 70щие езв енья, Входы ко тооых ПОДК,"::1ОЧСНЫ 1««ВЫХОДаМ СООтВЕтСтВ ЛОЩИХ

Ора r z !racäeoo ельrr сое= ,—,-;,,-,=е,;,ч., уе блок опрелеленчя оценки угла «тк " = — Нгй "ХОЦ КЧ"тОРОГО ПОДУ ПО"« К вЂ”.-з--.-., ) - эрВО-О пиГ;, ЬB JBíèèó -ющего звена

Н, "1." = ." . !PPBbiй Вкол КотОПОХ О . -;.Одп,:::Оче;-:: к Выходу блока Определения

Оцецкн угла Отклонения, G BropQN Входк Выходу второго дифференш4рующего звена, Осредняюший фильтр и компенсационная обмотка, индуктивно связанная с постоянным магнитом датчика момента,, 10

На чертеже представлен предлагаемый акселерометр.

Он содержит рычаг 1 с закрепленными на нем инерционной массой 2, якорем 3

40 датчика угла отклонения, индуктивно связанным со статором датчика угла отклонения, состоящим из сердечника 4 и обмоток 5, постоянным магнитом 6 датчика момента, индуктивно связанным с

45 управляющей обмоткой 7 датчика момента, причем обмотки 5 статора датчика угла отклонения через усилитель 8 подключены к управляющей обмотке 7 датчика момента. ва датчика 9 и 10 вибрацни (ось

50 первого датчика 9 выбрации совпадает с осью чувствительности акселерометра, а второго датчика lO — с осью отсчета угла отклонения инерционной массы (установлены на корпусе ак55 селерометра и предзначены для опреде ления вибраций, действующих на акселерометр) . Дифференцирующие звенья 1 1 и 12 подключены соответотвенно к выхо48 4 дам датчиков 9 и 10 вибраций и служат для двойного дифференцирования сигнала датчиков. Вибрации. Блок l3 Определения оценки угла отклонения чувствительного элемента под действием вибрации, выполненный в виде фильтра с передаточной функцией, равной передаточной функции акселерометраф ф

С3 состоящего из элементов 1-8, соединен с выходом первого дифференцирующего звена 1 1. Выходы второго дифференцирующего звена l2 и блоха 3.3 соединены с входами умножителя 14, выход которого через осредняющий фильтр 35 соединен с компенсационной обмоткой l6) которая индуктивно связана с постоянным магнитом 6 датчика момента.

Под действием ускорения рычаг 1 с инерционной массой 2 и якорем 3 датчика угла отклоняется на угол . Сигнал рассогласования с обмоток 5 датчика отклонения поступает на усилитель 8, и затем усиленный сигнал поступает в управляющую обмотку 7 датчика момента, магнитное поле которой, взаимодействуя с полем постоянного магнита 6, создает момент, компенсирующий момент сил инерции.

При работе акселерометра на вибрирующем основании на рычаг 1 действует вибрация одновременно с ускорением, которая отклоняет рычаг с инерционной массой 2 на дополнительный угол, величина которого определяется интенсивностью и направлением действия вибрации. Огклонение рычага 3. на угол и соответствует воздействию на рычаг 1 вредного момента.

Мя 1П /Оццр((1)СОЯ О(Ф где щ - масса инерционной массы; — длина рычага;

O „ - вибрационное ускорение, действующее на акселерометр; ф P) — угол отклонения рычага под действием вибрапии;

С, - угол между направлением действия вибрации и осью отсчета угла отклонения инерционной массы.

С помощью введенных элементов создается момент, равный по величине и противоположный по направлению М р

Датчики 9 и lO вибрации измеряют действующие вибрации по двум взаимно перпендикулярным осям.

Сигнал с датчиков дважды дифференцируется в дифференцируюших звеньях l 1 и l2, выходной сигнал которых соответ5 7921 ствует составляющим вибрационного ускоренияЫХВИЯ иб ВИБр . С" нал, соо ствуюшийсь„виБО, поступает через блок . 3 определения оценки угла отклонения маятника, вьеполненный в виде оптимального фильтра,и на выходе получается сигнал, л соответствующий оценке р„ф угла отклонения инерционной массы под действием вибрации. Сформированный сигнал и сигнал, соответствующий д ИВ,подаются 10 на умножитель 3.4, в котором перемножаются и масштабируются. Сигнал на выходе умножителя 1 4 будет пропорционален мгновенному значению М р . Осредняя его с помсшью . Осредняюшего фильтра 15,>> получают сигнал, соответствующий дей= ствуюшему значению .М вр . Под действием этого сигнала, подаваемого в компенсационную обмотку 3.6, индуктивно связанную с постоянным магнитом 6 20 датчика моментов, чувствительный элемент возвращается в положение, соответствующее-отклонению под действием измеряемого ускорения.

Положительный эффект, обусловленный 2- новой совокупностью признаков, состоит в уменьшении систематической погрешности маятникового компенсационного екселерометра при работе его на вибри.-., рующем основании в широком диапазоне Ro частот, вследствие того что полоса пропускания предлагаемой схемы коррекции существенно выше, чем полоса пропускания механических устройств, использующихся в существующих акселерометрах. 35

Формула изобретения

Маятниковый компенсационный акселе- 40 рометр, содержащий рычаг с закрепленны4.8 6 ми на нем пнершеонной массой, якорем д а тчкк а угла; zl Hду к T HB н О с F3 из ян Б ъем с О стеторОМ датч и:а угла,. сОс тояшим пз сВр-. дечника и Обмоток, постоянным магнитом датчике момента, индуктивно связанным с управляющей обмоткой датчика моменте, причем обмотки статора датчика угла через усилитель подключены к управляющей обмотке датчика момента, о т— л и ч а ю щи и с я тем, что, с цельюповьлпения точностиизмерения ускорения при работе акселерометра на подвижном объекте, в него введены первый датчик вибрации-, .Ось чу ствительности которого совпадает с осью чувствительности акселерометра, второй датчик вибрации, ось чувствительности которого совпадает с осью отсчета угла отклонения инерционной массы, первое и второе дефференцируюшие звенья, входя которых подключены к выходам соответствующих датчиков вибрации, последовательно соединенные блок Определения оценки угла отклонения, вход которого подключен к выходу первого дпфференцирующего звене, блок умножения, первый вход которого подключен к выходу блока определения оценки угла отклонения, е второй вход — к выходу второго дифференцируюшего звена, осредняюший фильтр и компенсационная обмотке иеедуктивно связанная с постоянным магнитом датчика момента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.. Авторское свидетельство СССР

No. 3.61579, кл. Cj Ol. P .е.5/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР ъ, 1.39089 кл. С; 01 Р 15/08.. 1960

3. Браслевские Д. А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М, "Машиностроение", l970, с. 352 (п)эототип).

792148

Составитель И. Полунина

Редактор Т. Горячева Техред И.Асталош Корректор М. немчик

Заказ lO l 43/43 Тираж 3.04,9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4