[go: up one dir, main page]

RU2614205C1 - Compensating accelerometer - Google Patents

Compensating accelerometer Download PDF

Info

Publication number
RU2614205C1
RU2614205C1 RU2016101301A RU2016101301A RU2614205C1 RU 2614205 C1 RU2614205 C1 RU 2614205C1 RU 2016101301 A RU2016101301 A RU 2016101301A RU 2016101301 A RU2016101301 A RU 2016101301A RU 2614205 C1 RU2614205 C1 RU 2614205C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
negative feedback
amplifier
Prior art date
Application number
RU2016101301A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Вениаминович Кулешов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2016101301A priority Critical patent/RU2614205C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614205C1 publication Critical patent/RU2614205C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
    • G01P15/131—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electrostatic counterbalancing means

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: pending compensating accelerometer comprising sensor, angle sensor, whose output is connected to the amplifier input, torque sensor, the negative feedback, the phase detector of negative feedback integrator, whose input is connected to the output of the amplifier. Additional sensor inputs and the phase angle detector negative feedback integrator connected to the output of the reference voltage generator. The output of phase detector negative feedback integrator connected to the input of the integrating amplifier, the outputs of which are connected to inputs of synchronous generators of the waiting pair via a controllable relay element and a level converter. Outputs of the waiting pair synchronous generator connected to the input of the binary multiplier via series connected Information inputs reversible binary counter transducer additional code in direct scheme and collection, and the output of the binary multiplier is connected via a digital filter having one of the inputs of the sign switch, the other input of which is connected to the output reversible binary counter. The output of the iconic selector is connected to an input torque sensor through the adder. The output of the binary multiplier is a digital output. Additional inputs couples waiting for synchronous generators controlled relay element connected to the output of the clock circuit. The negative feedback error introduced by the dynamic control unit having an input connected to the output of the phase detector through a negative feedback smoothing filter, and an error output dynamic control unit is connected to one input of the adder through a voltage-current converter. In addition, the output relay managed element is connected to the analog input of the filter with the transfer function
Figure 00000011
 (where T - time constant, s - Laplace transform operator) and the analog output of the filter is an analog output device.
EFFECT: improved accuracy and bandwidth extension.
3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве элемента в системах стабилизации и навигации. Оно может найти применение в приборах измерения механических величин компенсационного типа.The invention relates to measuring equipment and can be used as an element in stabilization and navigation systems. It can find application in devices for measuring mechanical values of the compensation type.

Известно устройство для измерения ускорений (пат. RU 2308038 МПК G01P 15/13, опуб. 10.10.2007, бюл. №28) содержащее чувствительный элемент, датчик угла, усилитель, положительную обратную связь с выхода усилителя на вход датчика момента через последовательно соединенные фазовый детектор положительной обратной связи и преобразователь напряжение-ток, отрицательную интегрирующую обратную связь с выхода усилителя на вход датчика момента через последовательно соединенные фазовый детектор отрицательной обратной связи, интегрирующий усилитель, компаратор, первый ждущий синхронный генератор, реверсивный двоичный счетчик, преобразователь дополнительного кода в прямой, схему собирания (ИЛИ), двоичный умножитель, сглаживающий фильтр, знаковый переключатель, при этом второй выход компаратора соединен со вторым входом реверсивного двоичного счетчика через второй ждущий синхронный генератор, и второй выход реверсивного двоичного счетчика соединен со вторыми входами схемы собирания и знакового переключателя, а выходы генератора опорного напряжения соединены с входами датчика угла, фазовых детекторов положительной и отрицательной обратных связей, и выходы схемы синхронизации соединены с входами компаратора и ждущих синхронных генераторов, и в положительную обратную связь введены первое и второе дифференцирующие устройства в положительную обратную связь с выхода фазового детектора положительной обратной связи на вход преобразователя напряжение-ток через сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго дифференцирующих устройств, а вход второго дифференцирующего устройства соединен с выходом первого дифференцирующих устройств и выход схемы собирания (ИЛИ) является выходом цифрового кода устройства.A device for measuring accelerations is known (US Pat. RU 2308038 IPC G01P 15/13, publ. 10.10.2007, bull. No. 28) containing a sensing element, an angle sensor, an amplifier, positive feedback from the output of the amplifier to the input of the torque sensor through a series-connected phase a positive feedback detector and a voltage-current converter, negative integrating feedback from the output of the amplifier to the input of the torque sensor through a series-connected phase negative feedback detector, an integrating amplifier, a comparator, the first standby synchronous generator, a reversible binary counter, an additional code converter to direct, a collection circuit (OR), a binary multiplier, a smoothing filter, a sign switch, while the second output of the comparator is connected to the second input of the reversible binary counter through a second standby synchronous generator, and a second the output of the reversible binary counter is connected to the second inputs of the collection circuit and the sign switch, and the outputs of the reference voltage generator are connected to the inputs of the angle sensor, phase positive and negative feedback tectors, and the outputs of the synchronization circuit are connected to the inputs of the comparator and the standby synchronous generators, and the first and second differentiating devices are introduced into the positive feedback from the output of the positive feedback phase detector to the voltage-current converter input through the adder the inputs of which are connected to the outputs of the first and second differentiating devices, and the input of the second differentiating device is connected to the output of the first diff control devices and the output of the collection circuit (OR) is the output of the digital code of the device.

Недостатком подобного устройства является малая полоса пропускания.The disadvantage of this device is the small bandwidth.

Наиболее близким по техническому решению является устройство компенсационный акселерометр (Пат. РФ №2449293, опубл. 27.04.2012. Бюл. №12), содержащий чувствительный элемент, датчик угла, выход которого с входом усилителя, датчик момента, положительную и отрицательную обратные связи, фазовые детекторы положительной и отрицательной обратных связей, входы которых соединены с выходом усилителя, и дополнительные входы датчика угла, фазовых детекторов положительной и отрицательной обратных связей соединены с выходом генератора опорного напряжения, причем выход фазового детектора отрицательной обратной связи соединен с входом интегрирующего усилителя, выходы пары ждущих синхронных генераторов соединены с входом двоичного умножителя через последовательно соединенные по информационным входам реверсивный двоичный счетчик, преобразователь дополнительного кода в прямой и схему собирания, при этом в отрицательную обратную связь введены с выхода интегрирующего усилителя на дополнительные входы ждущих синхронных генераторов последовательно по информационным входам управляемый релейный элемент и преобразователь уровня, причем дополнительные входы пары ждущих синхронных генераторов и управляемого релейного элемента соединены с выходом схемы синхронизации, а один из входов сумматора соединен с выходом двоичного умножителя через цифровой фильтр и знаковый переключатель, дополнительный вход которого соединен с одним из выходов реверсивного двоичного счетчика, являющегося цифровым выходом устройства, кроме того, в положительную обратную связь с выхода фазового детектора положительной обратной связи последовательно на дополнительный вход сумматора введены сглаживающий фильтр, блок управления динамической ошибкой и преобразователь напряжение-ток, и выход сумматора соединен с входом датчика момента.The closest in technical solution is the device compensation accelerometer (US Pat. RF No. 2449293, publ. 04/27/2012. Bull. No. 12) containing a sensing element, an angle sensor, the output of which with the amplifier input, a torque sensor, positive and negative feedbacks, phase detectors of positive and negative feedbacks, the inputs of which are connected to the output of the amplifier, and additional inputs of the angle sensor, phase detectors of positive and negative feedbacks are connected to the output of the reference voltage generator, p Therefore, the output of the negative feedback phase detector is connected to the input of the integrating amplifier, the outputs of a pair of standby synchronous generators are connected to the input of the binary multiplier via a reversible binary counter connected to the information inputs, an additional code to direct converter and a collecting circuit, while the negative feedback is the output of the integrating amplifier to the additional inputs of the waiting synchronous generators sequentially through the information inputs controlled by a relay an additional element and a level converter, the additional inputs of a pair of standby synchronous generators and a controlled relay element connected to the output of the synchronization circuit, and one of the inputs of the adder is connected to the output of the binary multiplier through a digital filter and a sign switch, an additional input of which is connected to one of the outputs of the reversible binary counter, which is a digital output of the device, in addition, in positive feedback from the output of the phase detector of positive feedback no additional input to the adder administered smoothing filter, the control unit of the dynamic error and a current-voltage converter, and an adder output connected to an input torque sensor.

Недостатком компенсационного акселерометра является низкая точность измерения и малая полоса пропускания.The disadvantage of a compensation accelerometer is its low measurement accuracy and low passband.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение полосы пропускания устройства для измерения ускорений и повышение точности измерения.An object of the present invention is to expand the bandwidth of a device for measuring accelerations and improve the accuracy of measurement.

Это достигается за счет того, что в компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент, датчик угла, выход которого соединен с входом усилителя, датчик момента, отрицательную обратную связь, фазовый детектор отрицательной интегрирующей обратной связи, вход которого соединен с выходом усилителя, и дополнительные входы датчика угла, и фазового детектора отрицательной интегрирующей обратной связи соединены с выходом генератора опорного напряжения, причем выход фазового детектора отрицательной интегрирующей обратной связи соединен с входом интегрирующего усилителя, выходы которого соединены с входами пары ждущих синхронных генераторов через управляемый релейный элемент и преобразователь уровня, а выходы пары ждущих синхронных генераторов соединены с входом двоичного умножителя через последовательно соединенные по информационным входам реверсивный двоичный счетчик, преобразователь дополнительного кода в прямой и схему собирания, и выход двоичного умножителя соединен через цифровой фильтр с одним из входов знакового переключателя, другой вход которого соединен с выходом реверсивного двоичного счетчика, и выход знакового переключателя соединен с входом датчика моментов через сумматор, выход двоичного умножителя является дискретным выходом, кроме того, дополнительные входы пары ждущих синхронных генераторов, управляемого релейного элемента соединены с выходом схемы синхронизации, в отрицательную обратную связь введен блок управления динамической ошибкой, вход которого соединен с выходом фазового детектора отрицательной обратной связи через сглаживающий фильтр, а выход блока управления динамической ошибкой соединен с одним из входов сумматора через преобразователь напряжение-ток, кроме того, выход управляемого релейного элемента соединен с входом аналогового фильтра с передаточной функцией

Figure 00000001
(где Т - постоянная времени, s - оператор преобразования Лапласа) и выход аналогового фильтра является аналоговым выходом устройства.This is achieved due to the fact that the compensation accelerometer contains a sensor, an angle sensor, the output of which is connected to the amplifier input, a torque sensor, negative feedback, a phase detector of negative integrating feedback, the input of which is connected to the amplifier output, and additional sensor inputs the angle and the phase detector of negative integrating feedback are connected to the output of the reference voltage generator, and the output of the phase detector of negative integrating feedback connected to the input of an integrating amplifier, the outputs of which are connected to the inputs of a pair of standby synchronous generators through a controlled relay element and a level converter, and the outputs of a pair of standby synchronous generators are connected to the input of a binary multiplier through a reversible binary counter connected to the information inputs, an additional code converter into direct and the collection circuit, and the output of the binary multiplier is connected via a digital filter to one of the inputs of the sign switch, the other input of which connected to the output of the reversible binary counter, and the output of the sign switch connected to the input of the torque sensor through an adder, the output of the binary multiplier is a discrete output, in addition, additional inputs of a pair of standby synchronous generators, a controlled relay element are connected to the output of the synchronization circuit, in negative feedback a dynamic error control unit is introduced, the input of which is connected to the output of the phase detector of negative feedback through a smoothing filter, and the output of the unit ION dynamic error is coupled to one input of the adder through a voltage-current converter, moreover, yield managed relay element is connected to the input of the analog filter with a transfer function
Figure 00000001
 (where T is the time constant, s is the Laplace transform operator) and the output of the analog filter is the analog output of the device.

Введение в компенсационный акселерометр отрицательной обратной связи, блока управления динамической ошибки, управляемого релейного элемента, цифрового фильтра, дополнительного релейного элемента и аналогового фильтра вне контура управления обеспечивает расширение полосы пропускания, изменение динамической ошибки и повышение точности измеренияThe introduction of negative feedback, a dynamic error control unit, a controlled relay element, a digital filter, an additional relay element and an analog filter outside the control loop into the compensation accelerometer accelerates the bandwidth, changes in the dynamic error and improves the measurement accuracy

На фиг. 1 изображена блок-схема компенсационного акселерометра; на фиг. 2 - схема моделирования компенсационного акселерометра; на фиг. 3а и фиг. 3б - результаты моделирования.In FIG. 1 shows a block diagram of a compensation accelerometer; in FIG. 2 is a simulation diagram of a compensation accelerometer; in FIG. 3a and FIG. 3b - simulation results.

Компенсационный акселерометр содержит чувствительный элемент 1, отклонение которого фиксирует датчик угла 2. Выход датчика угла 2 соединен с усилителем 3. Выход усилителя 3 соединен с входом фазового детектора отрицательной интегрирующей обратной связи 4 (ФДОИОС). Дополнительные входы датчика угла 2, ФДОИОС 4 соединены с выходом генератора опорного напряжения 5 (ГОН). Выход ФДОИОС 4 соединен с входом сглаживающего фильтра 6. Выход сглаживающего фильтра 6 соединен с входом блока управления динамической ошибки 7 выход, которого соединен с входом преобразователя напряжение-ток 8. Выход преобразователя напряжение-ток 8 соединен с одним из входов сумматора 9. Другой выход ФДОИОС 4 соединен с входом интегрирующего усилителя 10, выход которого соединен с входом управляемого релейного элемента 11. Выход управляемого релейного элемента 11 соединен с входом преобразователя уровня 12, выходы преобразователя уровня 12 соединены с входами пары ждущих синхронных генераторов 13 и 14. Выходы ждущих синхронных генераторов 13 и 14 соединены с входами реверсивного двоичного счетчика 15, выход которого соединен с входом преобразователя дополнительного кода в прямой 16. Выход преобразователя дополнительного кода в прямой 16 соединен с входом схемы собирания 17. Выход схемы собирания 17 соединен с входом двоичного умножителя 18. Выход двоичного умножителя 18, через цифровой фильтр 19, соединен с одним из входов знакового переключателя 20. Другой вход знакового переключателя 20 соединен с выходом реверсивного двоичного счетчика 15. Выход знакового переключателя 20 соединен с входом сумматора 9 и выход сумматора 9 соединен с входом датчика момента 21, который закреплен на оси чувствительного элемента 1. Дополнительные входы пары ждущих синхронных генераторов 13 и 14, также управляемого релейного элемента 11 соединены с выходом схемы синхронизации 22. Выход управляемого релейного элемента 11 соединен с входом аналогового фильтра 23 с передаточной функцией

Figure 00000002
(где Т - постоянная времени, s - оператор преобразования Лапласа). Выход с реверсивного двоичного счетчика 15 является цифровым выходом устройства, а выход с фильтра 23 - аналоговым выходом компенсационного акселерометра.Compensation accelerometer contains a sensing element 1, the deviation of which is recorded by the angle sensor 2. The output of the angle sensor 2 is connected to the amplifier 3. The output of the amplifier 3 is connected to the input of the phase detector of negative integrating feedback 4 (FDIOS). Additional inputs of the angle sensor 2, FDIOS 4 are connected to the output of the reference voltage generator 5 (GON). The output of FDIOS 4 is connected to the input of the smoothing filter 6. The output of the smoothing filter 6 is connected to the input of the dynamic error control unit 7, the output of which is connected to the input of the voltage-current converter 8. The output of the voltage-current converter 8 is connected to one of the inputs of the adder 9. Another output FDIOOS 4 is connected to the input of the integrating amplifier 10, the output of which is connected to the input of the controlled relay element 11. The output of the controlled relay element 11 is connected to the input of the level converter 12, the outputs of the level converter 12 are connected to the inputs of the pair of standby synchronous generators 13 and 14. The outputs of the standby synchronous generators 13 and 14 are connected to the inputs of the reversing binary counter 15, the output of which is connected to the input of the additional code converter in line 16. The output of the additional code converter in straight 16 is connected to the input of the collection circuit 17. The output of the collection circuit 17 is connected to the input of the binary multiplier 18. The output of the binary multiplier 18, through a digital filter 19, is connected to one of the inputs of the sign switch 20. Another input of the sign switch 2 0 is connected to the output of the reversible binary counter 15. The output of the sign switch 20 is connected to the input of the adder 9 and the output of the adder 9 is connected to the input of the torque sensor 21, which is fixed on the axis of the sensor 1. Additional inputs of the pair of standby synchronous generators 13 and 14, also controlled by relay element 11 are connected to the output of the synchronization circuit 22. The output of the controlled relay element 11 is connected to the input of the analog filter 23 with the transfer function
Figure 00000002
 (where T is the time constant, s is the Laplace transform operator). The output from the reversible binary counter 15 is the digital output of the device, and the output from the filter 23 is the analog output of the compensation accelerometer.

Внутреннее содержание ФДОИОС, компаратора, ждущих синхронных генераторов, реверсивного двоичного счетчика, схемы собирания, двоичного умножителя, знакового переключателя, фильтров, схемы синхронизации приведены в книге: П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, т 1-3, 1993.The internal contents of FDIOS, a comparator, waiting synchronous generators, a reversible binary counter, a collection circuit, a binary multiplier, a sign switch, filters, a synchronization circuit are given in the book: P. Horowitz, W. Hill. The art of circuitry. M .: World, t 1-3, 1993.

Компенсационный акселерометр работает следующим образом. Compensation accelerometer works as follows.

При действии ускорения на чувствительный элемент 1, выполненный в виде маятника, действует инерционный момент. Под действием этого момента происходит отклонение чувствительного элемента 1, которое фиксируется датчиком угла 2, обмотки, возбуждения которого соединены с выходом ГОН 5. Сигнал с датчика угла 2, после усиления усилителем 3, поступает на вход ФДОИОС 4. С помощью ФДОИОС 4 и ГОН 5 выделяется фаза отклонения чувствительного элемента 1. На выходе ФДОИОС 4 сигнал будет в противофазе отклонения чувствительного элемента 1. Сигнал с выхода ФДОИОС 4, в виде напряжения, поступает на вход сглаживающего фильтра 6. Выход фильтра 6 соединен с входом блока управления динамической ошибкой 7, в котором с помощью управляющего сигнала можно изменять коэффициент передачи в отрицательной обратной связи, а, следовательно, параметры всего компенсационного акселерометра. Выходной сигнал с блока управления динамической ошибкой 7 поступает на вход преобразователя напряжение-ток 8, и после преобразования на один из входов сумматора 9. Сигнал с ФДОИОС 4 поступает также на вход интегрирующего усилителя 10, сигнал с которого поступает на один из входов управляемого релейного элемента 11. В управляемом релейном элементе 11 происходит сравнение сигнала с выхода интегрирующего усилителя 10 с сигналом, выделенного стабильного по частоте и амплитуде сигнала с выхода схемы синхронизации 22. Если сигнал с выхода интегрирующего усилителя 10 будет больше треугольного напряжения с выхода 22, то на выходе управляемого релейного элемента 11 будет высокий логический уровень, если меньше, то на выходе 11 низкий логический уровень. Уровень сигнала зависит от фазы отклонения чувствительного элемента 1. Сигналы с управляемого релейного элемента 11, в виде уровня, поступают на вход преобразователя уровня 12, а затем на входы пары ждущих синхронных генераторов 13 и 14, которые с помощью схемы синхронизации 22, выдают сигналы в виде импульса на каждое воздействие входящего сигнала (с выхода 11), равного "1". Реверсивный двоичный счетчик 15 производит подсчет единичных импульсов поступающих с выхода ждущего синхронного генератора 13 и вычитание импульсов поступающих с выхода ждущего синхронного генератора 14. Реверсивный двоичный счетчик 15 положительную информацию представляет в прямом коде, а отрицательную в дополнительном коде. Информация с реверсивного двоичного счетчика 15, равная разности числа "положительных" и "отрицательных" импульсов, переписывается в преобразователь дополнительного кода в прямой 16. И со схемы собирания 17, включенной на выход 16, переписывается в двоичный умножитель 18. Импульсы с двоичного умножителя 18 поступают на вход цифрового сглаживающего фильтра с большим быстродействием 19, а затем на вход знакового переключателя 20, срабатывание которого происходит по импульсу с реверсивного двоичного счетчика 15. Сигнал с выхода знакового переключателя 20 поступает на один из входов сумматора 9, а затем на вход датчика момента 21, который развивает момент, по модулю и знаку, и компенсирующий угловое отклонение 1, вызванное действием ускорения объекта. Выходная информация о величине и знаке действующего ускорения, в виде цифрового кода, выдается с выхода реверсивного двоичного счетчика 15, а аналоговая информация - с выхода аналогового фильтра 23, с передаточной функцией, введенного с выхода управляемого релейного элемента 11 с передаточной функцией

Figure 00000003
(где Т - постоянная времени, s - оператор преобразования Лапласа), соединенного с выходом управляемого релейного элемента 12.Under the action of acceleration on the sensing element 1, made in the form of a pendulum, the inertial moment acts. Under the influence of this moment, the sensor 1 deviates, which is detected by the angle sensor 2, the windings, the excitations of which are connected to the output of the GON 5. The signal from the angle sensor 2, after amplification by the amplifier 3, is fed to the input of FDIOS 4. Using FDIOS 4 and GON 5 the phase of deviation of the sensitive element 1 is highlighted. At the output of FDIOS 4, the signal will be in antiphase of the deviation of the sensitive element 1. The signal from the output of FDIOS 4, in the form of voltage, is fed to the input of the smoothing filter 6. The output of the filter 6 is connected to the input of the control unit lapse of dynamic error 7, in which using the control signal it is possible to change the transmission coefficient in negative feedback, and, therefore, the parameters of the entire compensation accelerometer. The output signal from the dynamic error control unit 7 is fed to the input of the voltage-current converter 8, and after conversion to one of the inputs of the adder 9. The signal from PDOIOS 4 is also fed to the input of the integrating amplifier 10, the signal from which is fed to one of the inputs of the controlled relay element 11. In the controlled relay element 11, the signal from the output of the integrating amplifier 10 is compared with the signal allocated by a frequency and amplitude-stable signal from the output of the synchronization circuit 22. If I integrate the output signal of the current amplifier 10 will be more than the triangular voltage from the output 22, then the output of the controlled relay element 11 will have a high logic level, if less, then the output 11 will have a low logic level. The signal level depends on the phase of deviation of the sensing element 1. The signals from the controlled relay element 11, in the form of a level, are fed to the input of the level converter 12, and then to the inputs of a pair of waiting synchronous generators 13 and 14, which, using the synchronization circuit 22, give signals to the form of a pulse for each impact of the incoming signal (from output 11), equal to "1". The reversible binary counter 15 counts the single pulses coming from the output of the standby synchronous generator 13 and subtracts the pulses coming from the output of the standby synchronous generator 14. The reverse binary counter 15 represents the positive information in the direct code and the negative information in the additional code. Information from the reversible binary counter 15, equal to the difference in the number of "positive" and "negative" pulses, is copied to the additional code converter in line 16. And from the collection circuit 17 connected to the output 16, it is copied to the binary multiplier 18. The pulses from the binary multiplier 18 arrive at the input of the digital smoothing filter with high speed 19, and then to the input of the sign switch 20, which is triggered by a pulse from the reversing binary counter 15. The signal from the output of the sign switch Spruce 20 enters one of the inputs of the adder 9, and then to the input of the torque sensor 21, which develops the moment, modulo and sign, and compensates for the angular deviation 1 caused by the acceleration of the object. The output information about the magnitude and sign of the effective acceleration, in the form of a digital code, is output from the output of the reversible binary counter 15, and the analog information is output from the output of the analog filter 23, with the transfer function, input from the output of the controlled relay element 11 with the transfer function
Figure 00000003
 (where T is the time constant, s is the Laplace transform operator) connected to the output of the controlled relay element 12.

Схема моделирования компенсационного акселерометра с блоком управления динамической ошибкой в отрицательной обратной связи и аналоговым фильтром представлена на фиг. 2. Результаты моделирования компенсационного акселерометра представлены на фиг. 3а и фиг. 3б, переходные процессы в дискретном и аналоговом контуре компенсационного акселерометра реализованы при относительном входном воздействии, равном

Figure 00000004
.A simulation diagram of a compensation accelerometer with a dynamic error control unit in negative feedback and an analog filter is shown in FIG. 2. The simulation results of the compensation accelerometer are presented in FIG. 3a and FIG. 3b, transients in a discrete and analog circuit of a compensation accelerometer are realized with a relative input action equal to
Figure 00000004
 .

Из графиков фиг. 3а и фиг. 3б следует, что реализовано устройство как с дискретным, так и аналоговым выходом, работающее в автоколебательном режиме. Частота автоколебаний в компенсационном акселерометре будет определять как полосу пропускания, так и быстродействие.From the graphs of FIG. 3a and FIG. 3b, it follows that a device with both a discrete and an analog output is implemented, operating in a self-oscillating mode. The self-oscillation frequency in the compensation accelerometer will determine both the passband and speed.

Введение в компенсационный акселерометр блока управления динамической ошибкой, управляемого релейного элемента и цифрового фильтра с большим быстродействием, а также фильтра с передаточной функцией, позволяет создать устройство как с дискретным выходом, так и аналоговым с повышенной точностью и расширенной полосой пропускания.The introduction of a dynamic error control unit, a controlled relay element and a digital filter with a high speed into the compensation accelerometer, as well as a filter with a transfer function, allows you to create a device with both a digital output and an analog one with increased accuracy and extended bandwidth.

Claims (1)

Компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент, датчик угла, выход которого соединен с входом усилителя, датчик момента, отрицательную обратную связь, фазовый детектор отрицательной интегрирующей обратной связи, вход которой соединен с выходом усилителя, а дополнительные входы датчика угла и фазового детектора отрицательной интегрирующей обратной связи соединены с выходом генератора опорного напряжения, причем выход фазового детектора отрицательной интегрирующей обратной связи соединен с входом интегрирующего усилителя, выходы которого соединены с входами пары ждущих синхронных генераторов через управляемый релейный элемент и преобразователь уровня, а выходы пары ждущих синхронных генераторов соединены с входом двоичного умножителя через последовательно соединенные по информационным входам реверсивный двоичный счетчик, преобразователь дополнительного кода в прямой и схему собирания, выход двоичного умножителя соединен через цифровой фильтр с одним из входов знакового переключателя, другой вход которого соединен с выходом реверсивного двоичного счетчика, и выход знакового переключателя соединен с входом датчика моментов через сумматор, выход двоичного умножителя является дискретным выходом, кроме того, дополнительные входы пары ждущих синхронных генераторов и управляемого релейного элемента соединены с выходом схемы синхронизации, отличающийся тем, что введен в отрицательную обратную связь блок управления динамической ошибкой, вход которого соединен с выходом фазового детектора отрицательной обратной связи через сглаживающий фильтр, а выход блока управления динамической ошибкой соединен с одним из входов сумматора через преобразователь напряжение-ток, причем выход управляемого релейного элемента соединен с входом аналогового фильтра с передаточной функцией
Figure 00000005
(где T - постоянная времени, s - оператор преобразования Лапласа), а выход аналогового фильтра является аналоговым выходом устройства.Compensation accelerometer containing a sensing element, an angle sensor, the output of which is connected to the amplifier input, a torque sensor, negative feedback, a negative integrating feedback phase detector, the input of which is connected to the amplifier output, and additional inputs of the angle sensor and the negative integrating phase detector connected to the output of the reference voltage generator, and the output of the phase detector of negative integrating feedback is connected to the input of the integrating amplifier an alternator, the outputs of which are connected to the inputs of a pair of waiting synchronous generators through a controlled relay element and a level converter, and the outputs of a pair of waiting synchronous generators are connected to the input of a binary multiplier through a reversible binary counter connected to the information inputs, an additional code to direct converter and a collecting circuit, output the binary multiplier is connected through a digital filter to one of the inputs of the sign switch, the other input of which is connected to the output of the reversing dv counter, and the output of the sign switch is connected to the input of the moment sensor through an adder, the output of the binary multiplier is a discrete output, in addition, the additional inputs of a pair of standby synchronous generators and a controlled relay element are connected to the output of the synchronization circuit, characterized in that it is introduced into negative feedback dynamic error control unit, the input of which is connected to the output of the phase detector of negative feedback through a smoothing filter, and the output of the dynamics control unit error is connected to one of the inputs of the adder through a voltage-current converter, and the output of the controlled relay element is connected to the input of an analog filter with a transfer function
Figure 00000005
(where T is the time constant, s is the Laplace transform operator), and the output of the analog filter is the analog output of the device.
RU2016101301A 2016-01-18 2016-01-18 Compensating accelerometer RU2614205C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101301A RU2614205C1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Compensating accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101301A RU2614205C1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Compensating accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614205C1 true RU2614205C1 (en) 2017-03-23

Family

ID=58453268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101301A RU2614205C1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Compensating accelerometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614205C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396439A (en) * 1991-08-20 1995-03-07 Nec Corporation Acceleration sensing device having negative feedback loop
US6073490A (en) * 1994-06-27 2000-06-13 Sergy Feodosievich Konovalov Servo accelerometer
RU2308038C1 (en) * 2006-03-06 2007-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Device for measuring acceleration
RU2329512C1 (en) * 2007-04-11 2008-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Device for measurement of accelerations
RU2449293C1 (en) * 2010-12-15 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Compensation accelerometer
US20140041452A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-13 Pgs Geophysical As Accelerometer having multiple feedback systems operating on a given proof mass

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396439A (en) * 1991-08-20 1995-03-07 Nec Corporation Acceleration sensing device having negative feedback loop
US6073490A (en) * 1994-06-27 2000-06-13 Sergy Feodosievich Konovalov Servo accelerometer
RU2308038C1 (en) * 2006-03-06 2007-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Device for measuring acceleration
RU2329512C1 (en) * 2007-04-11 2008-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Device for measurement of accelerations
RU2449293C1 (en) * 2010-12-15 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Compensation accelerometer
US20140041452A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-13 Pgs Geophysical As Accelerometer having multiple feedback systems operating on a given proof mass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2513667C1 (en) Compensation accelerometer
RU2363957C1 (en) Compensation accelerometer
RU2165625C1 (en) Gear measuring accelerations
RU2449293C1 (en) Compensation accelerometer
RU2415442C1 (en) Compensation accelerometre
RU2190226C1 (en) Gear measuring accelerations
RU2397498C1 (en) Compensation accelerometre
RU2405160C1 (en) Acceleration measurement device
RU2478211C1 (en) Compensation accelerometer
RU2411522C1 (en) Compensation accelerometre
RU2724241C1 (en) Compensatory accelerometer
RU2614205C1 (en) Compensating accelerometer
RU2308038C1 (en) Device for measuring acceleration
RU2329512C1 (en) Device for measurement of accelerations
RU2539826C2 (en) Compensation-type accelerometer
RU2526589C1 (en) Accelerometer
RU2700339C1 (en) Compensatory accelerometer
RU2676217C1 (en) Compensation accelerometer
RU2513665C1 (en) Compensation accelerometer
RU2649246C1 (en) Compensation accelerometer
RU2696667C1 (en) Accelerometer
RU2780407C1 (en) Device for measuring accelerations
RU2676177C1 (en) Compensation accelerometer
RU2793895C1 (en) Device for measuring accelerations
RU2756937C1 (en) Compensating accelerometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180119