SU637677A1 - Акселерометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерител м параметров движени  подвижных объектов.

Известны акселерометры с гидродинамическим подвесом подвижной части, содержащие вращающийс , частично заполненный жидкостью сосуд и твердое тело с осевым сквозным каналом , 2, 3. Однако низка  точность известных акселерометров обусловлена вли нием деформации жидкости подвеса на датчики смещени , в частности на фотоэлектрические датчики смещени .

Цель изобретени  заключаетс  в повыщении точности. В описываемом аксел-ерометре это достигаетс  тем, что он снабжен двум  прозрачными цилиндрическими шайбами , укрепленными на торцах твердого тела напротив фотоэлектрических датчиков смещени .

На чертеже показана упрощенна  конструктивна  схема описываемого акселерометра .

В корпусе / акселерометра размеще.-t полый герметический сосуд 2, внутренн   полость которого выполнена в виде кругового цилиндра 5. Сосуд выполн ют из прозрачного материала (торцовые части могут выполн тьс  из «епрозрачного материала) и устанавливают в подщипниковых узлах

4. Сосуд приводитс  во вращение вокруг пол рной оси X электрическим двигателем (на чертеже не показан) с угловой скоростью 0). Внутри него наход тс  цилиндрическое твердое тело 5 (называемое в дальнейшем просто тело) и прозрачна  жидкость 6 в небольщом объеме. Свободную часть сосЗДа занимает какой-либо газ в смеси с парами жидкости или просто пары жидкости (частичное заполнение жидкостью ) . Тело 5 имеет сквозное отверстие 7 дл  перетекани  газа. В нем укреплена ферромагнитна  масса в виде, например, кольца 8. Ферромагнитна  масса может

5 быть выполнена также в виде посто нного магнита. На торцах тела 5 укреплены прозрачные цилиндрические щайбы 9.

Тело 5 имеет такую конструкцию, что его масса больще массы рабочей жидкос0 ти, которую вытесн ет тело, будучи в нее полностью погруженным.

В корпусе / акселерометра установлено устройство 10 дл  создани  силы обратной св зи. Опа может иметь различную конст5 рукцию, например в виде соленоида, обмотка которого подключена к выходу усилител  //. Кроме того, в корпусе / в зоне прозрачной части тела 5 укреплены источники 12 излучени , посылающие на сосуд 2 ор0 ганизованный поток излучени . Диаметрально противоположно источникам 12 в корпусе / прибора укреплены фотоприемники 13 (могут, например, примен тьс  площадные фотодиоды), которые соединены по дифференциальной схеме и подключеиы на вход усилител  11.

При включении подаетс  питание на электрический двигатель и усилитель //. При этом начинают вращатьс  сосуд 2, за счет сил в зкости - вращаетс  жидкость 6, а также - тело 5. При некоторой скорости вращени  происходит радиальное центрирование тела 5, и оно освобождаетс  от действи  сил сухого трени , приобрета  при этом возможность свободно неремещатьс  вдоль оси чувствительности (осн X). В процессе радиального центрировани  тела 5 оно может (в общем случае) оказатьс  в произвольном положении по отношению к пол рной оси сосуда (иметь ненулевую координату X). Установка тела 5 в .нулевое положение осуществл етс  обратной св зью. Кроме того, оно может быть устаНовлено в Нулевое положение путем подачи на обмотку соленоида 10 напр жени  от отдельного источника питани  без использовани  обратной св зи.

Система съема информации о положении тела 5 на оси X работает следующим образом. Цилиндрическое прозрачное тело 2, слой прозрачной жидкости 6 между сосудом и телом 5 и его прозрачна  часть (щайбы 9) образуют оптическую ц линд-ричбскую систему (линзу), котора  собирает за сосудом 2 падающий на него параллельный пучок лучей в  ркую узкую полоску. Пройд  через линзу, лучистый поток попадает на фотоприемники 13, чувствительные слои которых располагаютс  в фокальной плоскости линзы.

Фотоприемники 13 соединены по известной дифференциальной схеме.

Если тело 5 .находитс  в нулевом положении , то лучистые потоки от источников 12, частично задержива сь непрозрачной частью тела 5, проход т цилиндрическую линзу и дают одинаковую «засветку фотоприемйиков 13. При см.ещении тела 5 .в ту иди другую сторону .на выходе фотоприемников 13 по вл етс  электрический сигнал , величина которого пропорциональна смещению тела 5, а пол рность определ ет направление его смещени  от нулевого положени . Сигнал фотоприемников 13 поступает на вход усилител  //, к выходу которого подключена обмотка соленоида 10 обратной св зи.

При движении акселерометра в направлении оси чувствительности с ускорением / тело 5 перемещаетс  в сторону, противоположную ускорению. На фотоприемниках 13 возникает электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем 11. По обмотке соленоида 10 течет ток и создаетс  сила, п.рилож-енна  к телу 5, пропорциональна  его смещению относительно нулевого положени  и направланна  в противоположную сторону. При посто нном ускорении силы, действующие на тело 5, ура.вновешиваютс , ;И оно Не перемещаетс  вдоль сосуда.

Выходным сигналом акселерометра  вл етс  ток обратной св зи, протекающий по обмотке соленоида 10.

Введение в состав подвижной части прозрачных щайб 9 позвол ет исключить деформацию сло  жидкости на пути лучистого потока источников 12 из-за вибрационных возмзщений, действи  ускорени  и теплового расщирени . Это приводит к повышению точности датчика смещени  и увеличению устойчивости акселерометра.

Claims (3)

1.Беклемищев А. И. Кандидатска  диссертаци . МАИ, 1965.

2.Андрейченко К. ;П. О цилиндрическом гидродинамическом подвесе на подвижном основании. Извести  вузов, «Приборостроение , 1976, № 12.

3.Горенштейн И. А. и Шульман И. А. Инерциальные навигационные системы. «Машиностроение, 1970.

10 2 J