Изобретение относитс к измерительной технике и может быть исполь зовано в качестве датчика различных навигационных систем. Известны акселерометры, в которы дл подвеса чувствительного элемента прибора используетс вращающа - с в сосуде жидкость. Они представ л ют собой полай герметичный сосуд, внутренн полость которого выполнен в виде кругового цилиндра. Сосуд мо жет приводитьс во вращение электри ческим двигателем. Внутрь сосуда помещаетс твердое тело, выполненно либо в виде сплс дного цилиндра, либо в виде цилиндра, имеющего осевое сквозное отверстие Недостатками указанных приборов вл ютс низкие углова жесткость подвеса и чувствительность прибора, значительное вли ние на точность пр бора температуры жидкости,. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс акселеромет содержащий св занный с приводом полый прозрачный сосуд, частично запо ненный жидкостью, размещенный в сосуде цилиндрический чувствительный элемент, снабженный посто нным магнитом и прозрачными цилиндрическими шайбами, расположенными у его торцов , фотоэлектрический датчик перемещени , соединенный через усилитель с электрическими обмотками датчика силы . В известном акселерометре точность работы св зана с действием на чувствительный элемент сил в нап равлении измерительной оси прибора. Эти силы мен ют свою величину при изменении приведенной массы чувстви тельного элемента в случае изменени температуры жидкости. Приведенна же масса зависит от плотности и объема жидкости. На чувствительный элемент кроме силы инерции {п j действует со стороны .жидкости сила Архимеда Рд . Результирующа этих сил F дл известного а.кселерометра имеет вид: ,.,.., г fC8рК ( 1, п , -Vr-C - -f - 1тг)1. j н-е с-о где J - измер емое ускорение )(, - координата середины чуа . Етвит.ельного элемента относительно центра цилиндрического сосуда; tw - углова скорость враще- ни сосуда; 2R и Н ,- диаметр и длина рабочей полости цилиндрического сосуда, 2 г и 1 - диаметр и длина цилиндрического чувствительно го элемента; fFi - масса чувствительного элемента, f м V - плотность и объем жидкое . ти, наход щейс в сосуде. Из (1) видно, что при изменении температуры жидкости измен ютс J и V, Следовательно, изменитс сила F, дейгствунмда на чувствительный элемент при данном ускорении J, а поэтому возникнет погрешность прибора. Второй член в (1) flT (1) зависит от , но не зависит от V. Его можно уменьшить путем увеличени скорости вращени сосуда йУ . Рассмотрим теперь первое слагаемое в t 1) : )ич По физическому смыслу величину , TefH ( «) - -нГГ целесообраз,но назвать приве денной массой чувствительного элемента т, поскольку mj{.j есть сила инерции. В (4) m - масса чувствительногоэле- , мента. Она не зависит от температура жидкости; а алгеб раический добавок к ней т зависит от температуры жидкости, fflj, есть масса жидкости, которую вытесн ет чувствительный элемент при ускорении j О, mj, зависит от плотности f и объема V жидкости, наход щейс в сосуде, а также от размеров цилиндрического сосута и чувствительного элемента. Нормальна работа известного акселерометра обеспечиваетс при , однако при этом зависимость приведенной массы чувствительного/элемента от температуры жидкости Остаётс ,:, что и вл етс его недостатком. Кроме того, при запуске прибора возможно возникновение эффекта залийани , в результате которого чувствительный элемент как бы Прилипает своим торцом к торцу сосуда. Дл отрыва его требуетс приложить нейоторо .е усилие.. В приборах с малым диапазоном измерени (малой силой обратной св зи) это обсто тельство может просто вывести прибор из стро . При запуске известного акселерометра часть жидкости остаетс з сквозном отверстии- чувствительного элемента. От запуска к запуску эта часть жидкости измен етс , что , риводит к возникновению погрешнеети . Кроме того, следы жидкости внутри чувствительного элемента мог исказить ход лучистого потока датчика смещени . Цель изобретени v- повьлиение точ ности изменени ускорений. Указанна цель достигаетс тем, что в акселерометре, содержащем св занный с приводом полый прозрачный сосуд, частично заполненный жидкостью , размещенный в сосудег цилиндрический чувствительный элемент, снаЬ женный посто нным магнитом и прозра шт. цилиндрическими шайбами, распо ложенными у его торцов, -фотоэлектри :чёский датчик перём ени , соединен ный через усилитель с электрическим обмотками датчика силы, на цилиндри ческой поверхности чувствительного элемента по всей длине выполнены сквозные пазы посто нного сечени , а внутренн поверхность сосуда вы;полнена в виде трех составных соосных цилиндров, причем длина h центрального сосуда, его радиус R., дли :на Н полости сосуда и раднусы R боковых цилиндров св заны с радиусом чувствительного элемента соотно шением. .4 п. h ,„:г г V - ) где « г К . Прозрачные шайбы «чувствительного элемента выполненыНз материала,оптический показатель преломлени которого равен оптическому показателю преломлени жидкости. Креме этого, внутренние торцы сосуда снабжены ш ступами, длина каждого из которых превышает длину, бокового цилиндрасосуда. На фиг. 1 изображена упр эденна . конструктивна схема акселерометра на фиг. 2 - сечение А-А на фмг. 1, В подшипниковых узлах 1 корпуса прибора установлен полый герметичес кий сосуд 2. Внутренн полость сосуда выполнена в виде тгрех составны соосных цилиндров различных размеро Центральный цилиндф имеет диаметр 2I к длину h, боковые цилиндры одинаковы , имеют ди шет{нл длины I (H-h), причем R R. В средней части боковые цилиндры ИАФЗЮТ выступы .. 3, длина которых несколько больше длины самих цилиндров. Сосуд может приводитьс во. враще ние электрическим двигателем 4, укрепленным в корпусе прибора, с посто нной угловой скоростью вокруг осевой линии, подшипников, вл ющейс измерительной осью акселерометра Во внутреннюю полость сосуда помещаетс чувствительный элемент 5 и запиваетс небольшой объем проз-, рачной жидкости 6. оставшуюс часть свободной полости 7 сосуда занимают пары жидкости или пары жидкости в т смеби с каким-либо газом. Чувствительный элемент (ЧЭ) выполн етс в виде кругового цилиндра диаметром 2г рабочей зоной которого вл етс центральный цилиндр сосуда. Диаметр ЧЭ несколько больше диамет- ров боковых цилиндров сосуда и меньше диаметра центрального цилиндра (Rgr г R ), На чувствительном элементе укрепл етс посто нный магнит 8. В чувствительном элементе могут быть выполнены полые герметические полости 9. Остальна часть чувствительного элемента целиком может выполн тьс из прозрачного материала или частично из прозрачного 10 и частично из непрозрачного 11 материалов. На поверхности чувствительного элемента во всю его длину выполнены пазы 12, которые могут иметь пр моугольную , овальную или иную форму. Количество пазов - от одного до нескольких . Глубина паза выбираетс таким образом,, чтобы в рабочем состо нии прцбора жидкость занимала лишь часть паза. При этом прозрачна часть чувствительного элемента, обеспечивак ца работу датчика смещени , вьтолн етс из материала с оптичес- .. КИМ показателем преломлени , равным оптическому показателю преломлени жидкости. Равенство оптических показателей преломлени обеспечивает оптическую гомогенность (однородность ) среды несмотр на разнородность материалов (жидкость и твердое тело). При прохождении лучистого потока через оптически однородную систему жидкость - твердое тело произвольной Формы и при смёмении твердого тела в поперечном по отношению к потоку направлении лучи не будут измен ть своего направлени . Радиус чувствительного элемента выбираетс из соотношени -С - С ) (6) Неподвижно в корпусе прибора укреплены соленоиды (катушки) 13,и в.районе прозрачной части чувствительного элемента в диаметральном по отношению к сосуду направлении - источни-, ки 14 лучистого потока и фотоприемники 15. Источники 14 излучени , фотоприемники 15, прозрачные части сосуда, прозрачна жидкость между сосудом и чувствительным элементом, а также прозрачна цилиндрическа часть чувствительного элемента 10 совместно с непрозрачной его частью образуют датчик перемещени чувствительного элемента. Фотоприемкики соединены по диф .ференциальной схеме и подключены на вход усилител -преобразовател 16, в котором осуществл етс усиление сигнала фотоприемников. Выход усили тел подключен к соленоидам 13. Акселерометр работает следующим образом. В установившемс режиме вращени жидкость, отбрасываема к периферий ным част м сосуда центробежными силами , располагаетс во всех трех цилиндрах, образу единую цилиндрическую свободную поверхность, при этом происходит радиальное центри15о вание (взвешивание) чувствительного элемента и он освобождаетс от действи сил сухого трени , приобрета при этом возможность свободно перемещатьс вдоль измерительной оси пр бора. Выступы 3, наход щиес в рабочем состо нии прибора в газовой среде, предотвращают залипание чувствительного элемента. После взвешивани чувствительного элемента жидкость будет находить с в пазах, оставл свободным небо Шую часть пространства между дном паза и своей свободной поверхностью через которое газовый компонент при движении чувствительного элемента может свободно перетекать из одной половины сосуда в другую. При возникновении ускорени j в направлении, измерительной оси акселерометра чувствительный элемент начинает перемещатьс в сторону, противоположную ускорению. С датчика перемещени электрический сигнал через усилитель подаетс на соленоиды 13. В результате взаимодействи магнитного пол посто нного магнита с током, протекающим по соленоидам, возникает сила, действующа на чувствительный элемент и направленна в сторону, противоположную его смещ нию от нейтрального положени . В предлагаемом приборе путем выбора формы сосуда и параметров системы обеспечиваетс независимость приведенной массы чувствительного прибора от температуры жидкости при сохранении работоспособности прибора. Результирующа сил инерции F и Архимеда Рд дЛ предлагаемого акселерометра имеет вид: , („ a grgpnf. ТСН jr H-tU) V)V ,. - IL.fHi.r.l . .. ц - н-е H-V и Размерй внутренней полости сосуда и радиус чувствительного элемента выбирают из услови . - г .г, jL,n . R) (9) При выполнении услови (9) и (8) пропадут первые четыреслагаемых. Подставив (9) в (8), получим Произведение pv выражает массу всей жидкости, наход щейс в .сосуде. Поскольку произведение V не зависит от температуры жидкости, то гп тоже ; не будет зависеть от температуры жидкости, а следовательно, и приведенна масса чувствительного элемента при соблюдении услови (9) не будет зависеть от температуры жидкости. Принцип действи прибора следую .щий. Со стороны жидкости на тел действует сила Архимеда, котора при посто нном ускорении силы т жести определ етс массой жидкости, отора вытеснена телом. Допустим теперь , что температура жидкости измен етс (например, возрастает), тогда плотность жидкости уменьшаетс , а в силу посто нств-а произведени - pV объем ее увеличиваетс и увеличиваетс объем части тела, котора находитс в жидкости. Однако изменение указанных параметров вли ет на массу вытесн емой жидкости в противоположных направлени х. Уменьшение плотности жидкости при данном ее объеме влечет за собой уменьшение массы жидкости, вытесн емой телом, а увеличение объема части тела, котора находитс в жидкости, приводит к увеличению массы жидкости, вытесн емой телом. Следовательно, возможна взаимна компенсаци : уменьшение массы жидкости, вытесн емой телом, при уменьшении ее плотности можно скомпенсировать за счет увеличени объема жидкости, который вытесн етс телом. Отсутствие в чувствительном элементе сквозного осевого отверсти и оптическа однородность чувствительного элемента и жидкости, исключающа возникновение помехи при колебани х ЧЭ в поперечном по отношению к лучистому потоку направлении , повышают разрешающую способность датчика перемеще- . ни . Таким образом, благодар конструктивным особенност м предлагаемого акселерометра изменение температуры жидкости не вли ет на точность работы прибора, исключено залипание чувствительного элемента на торце сосуда в момент запуска прибора , причем внутри чувствительного элемента жидкость не остаетс .
Кроме того, возрастает эффективность использовани магнитного потока посто нного магнита, а также увеличиваетс разрешающа способность
датчика перемещени . Все это cnocotsствует повышению точности и расширению диапазона измерени акселерометра ..
/f
ФиЬ 2