Угловой акселерометр

 

УГЛОВОЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционную массу на сборг ном упругом торсионе, состоящем из оси и обойкы, соединенных между собой упругими перемычками, первичный преобразователь перемещений,электронный блок вторичного преобразователя , отличающийся тем,что, с целью повышения ударной прочности, упругие перемычки закреплены неперпендикулярно к оси торсиона и расположены в плоскостях, .пересекающихся по оси торсиона, причем узлы крепления четных перемычек , расположенные на обойме, и узлы крепления нечетных перемычек, расположенные на оси, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси торсиона, а узлы крепления нечетных перемычек, расположенные на оси, лежат в другой плоскости, перпендикулярной оси торсиона.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

t (19) (111 ф(51) 0 01 Р 15 12 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (;, ° Л,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

f (21 ) 3405388/18-10 (22) 03 ° 03.82 (46) 07.09.83. Вюл. У 33 (72) С.А.Аникии, 10 ° A ° Êíÿýåâ и А.Н.Любезнов (53) 531.768(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР 9 382005, кл. G 01 P 15/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 613249, кл. 0 01 P 15/08, 1976 (прототип). (54)(57) УГЛОВОИ АКСЕЛЕРОИЕТР, содЕржащий инерционную массу на сбор» ном упругом торсионе, состоящем из. оси и обойм,:соединенных между собой упругими перемычками, первич ный преобразователь перемещений, электронный блок вторичного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения удар-. ной прочности, упругие перемычки зак- реплены неперпендикулярно к осн торсиона и- расположены в плоскостях, .пересекающихся по оси торсиона, причем узлы крепления четных перемычек,расположенные на обойме, и узлы крепления нечетных перемычек, расположенные на оси, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси торсиона, а узлы крепления нечетных перемычек, расположенные на оси, лежат в другой плоскости, перпендикулярной оси торсиона.

1040424

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых ускоре-. ний подвижНых объектов.

Известен угловой акселерометр, подвес которого выполнен на 5 торсионе с двумя круглыми упругими шейками (1) .

Однако. данный акселерометр характеризуется недостаточной боковой прочностью торсиона, что затрудняет щ создание чувствительного акселерометра, работающего при воздействии больших ударных ускорений.

Наиболее близким к предлагаемому является угловой акселерометр, содержащий инерционную массу на сборном упругом торсионе, состоящем из оси и обоймы, соединенных между собой упругими перемычками, первичный преобразователь перемещений, электронный блок вторичного преобразователя (2) .

Недостатки известного акселерометра со сборным торсионом — большие габариты и недостаточная устойчивость к воздействию линейных ударных 25 ускорений и вибрацией, действующих по направлению измерительной оси, что затрудняет создание высокочув- . ствительного прибора, работающего при воздействии больших ударных 30 ускорений.

Цель изобретения " повышение ударной прочности акселерометра.

Поставленная цель достигается тем, что в угловом акселерометре, содержащем инерционную массу на сборном упругом торсионе, состоящем иэ оси и обоймы,,соединенных между собой упругими перемычками, первич- 40 ный преобразователь перемещений,, электронный блок вторичного преоб- . разователя,. упругие перемычки зак.реплены под углом к оси торсиона и расположены в плоскостях, пересе- .45 кающих по оси торсиона, причем узлы крепления четных перемычек, распо-. ложенные на обойме и узлы крепления нечетных переьычек, расположенные на оси, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси торсиона, а уз- «р лы,крепления нечетных перемычек, расположенные на оси, лежат в другой плоскости, перпендикулярной оси торсиона.

На фиг. 1 изображен предлагаеьый 55 акселерометр, общий вид; на фиг. 2разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3устройство торсиона; на фиг. 4 — схе.ма работы упругих перемычек торсиона при воздействии на него бокового . щ ударного ускорения.

Угловой акселерометр (фиг.,1) сос. тоит иэ инерционной массы, включающей в себя ротор 1 и обойму 2, выполненную в виде полого цилиндра. Ротор 1 углового акселерометра пред- ставляет собой диск.

В ротор .1 входит три пары обмоток 3. На верхних и нижних поверхностях ротора расположены электроды 4 емкостного первичного преобразователя перемещений. Обойма 2 с помощью упругих перемычек 5 соединена с осью 6. Ось б жестко закреплена на крышках 7,. которые являются одновременно магнитопроводами магнитной системы акселерометра. На крышках 7 размещены постоянные магниты 8 по шесть штук на каждой крышке. Объем между магнитами 8 . заполнен компаундом, на магнитах

8 закреплены изоляторы с электродами 9 емкостного преобразователя перемещений. Крышки 7 закреплены на корпусе 10. Обойма 2, упругие перемычки 5 и ось 6 составляют торсион акселерометра (фиг. 2) . Крепление перемычек 5 к обойме 2 и оси б осуществляется с помощью выступов 11 и 12, выполненных на обойме 2 и оси 6. Упругие перемычки

5 расположены под углом к измерительной оси а (оси торсиона1, лежат в. плоскостях, проходящих через измерительную часть a . Узлы крепления четных перемычек 5, расположенные на оси 6, и узлы крепления нечетных перемычек 5, расположенные на обойме 2, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси торсиона, а узлы крепления четных перемычек 5, расположенные на обойме 2 и- узлы крепления нечетных перемычек 5, расположенные на оси б, лежат в другой плоскости, перпендикулярной оси торсиона.

На верхней крышке 7 расположен электронный блок 13 вторичного преобразователя.

Акселерометр работает следующим образом:

При нейтральном положении подвижных электродов 4, расположенных на роторе 1,,емкости преобразователя перемещений сбалансированы и выходной сигнал с акселерометра равен нулю.

При воздействии углового ускорения относительно измерительной оси

Q. рбтор 1 смещается, в результате чего происходит разбаланс емкостного преобразователя перемещений.

Сигнал разбаланса обрабатывается в электронном блоке 13 и подается на выход, одновременно он подается на одну иэ обмоток 3 для силового уравновешивания.

При изменении углового ускоре ния во второй обмотке 3 наводится

ЭДС, пропорциональная скорости смещения инерционного элемента.

Напряжение ЭДС преобразуется в электронном блоке 13 и подается 1040424

3 лярных измерительной оси и одна или две перемычки 5, расположенные с одной стороны оси чувствительности и одна или две перемычки 5, расположенные с дРугой стороны оси

5 чувствительности, а и закрепленные противоположно первым, работают на растяжение, остальные работают на сжатие..Перемычки, работающие на растяжение, обеспечивают ус10 тойчивость подвеса акселерометра от воздействия неизмеряемых угло- вых .ускорений.

При воздействии боковых линейных ускорений силой одна пара или две пары взаимно противоположно закрепленных упругих перемычек 5 работают на растяжение (Фиг. 3), другие, расположенные диаметрально противоположно, работают на сжатие. Наличие пар (пары) рабочих перемычек 5, работающих на растяжение, обеспечивают боковую устойчивость подвеса . акселерометра.

Таким образом, в предлагаемом акселерометре, конструкция подвеса 5 обладает устойчивостью ко всем дистобилизирующим механическим факторам и имеет малую жесткость для

Измеряемого углового ускорения.

ИИПИ Заказ 6922/49 раж 873 Подписное на третью обмотку 3, которая является демпфирующей, Упругие перемычки 5 подвеса акселерометра работают следующим образом.

При воздействии угЛового ускорения относительно измерительной оси а. обойма 2 и ротор 1 поворачиваются относительно неподвижно закрепленной оси 6.

В упругих перемычках 5 при этом возникает напряжение изгиба и растяжения. Учитывая, что перемещения небольшие, то преобладающее значение имеют изгибающие напряжения.

Изгиб перемычек 5 происходит в двух направлениях, параллельно оси чувствительности О и перпендикулярно ей.

При воздействии линейных ускоре-. ний и вибраций по направлению оси чувствительности три,перемычки 5 работают на растяжение, а другие « на сжатие. При работе на растяжение переьычки 5 имеют наибольшую жест-.., кость. Переьички 5, работающие на растяжение, в осйовном обеспечивают устойчивость подвеса.

При воздействии угловых ускорений относительно осей перпендику 4 Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек Фная, 4