Центрифуга для градуировки акселерометров

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК..3(Я) G 01 Р 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21 ) 3392424/18-10 (22) 04.02.82 (46) 15.09.83. Пюл.934 (72) A.Á. Курзнер и В.К.Попов (53) 531.768(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 378771, кл. 4 01 Р 21/00.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 838590, кл. С 01 P ?1/00, 1979. (прототип). (54)(57) 1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ГРАЛУИРОВКИ AKCEJIEPONETPOB, содержащая ротор с приводом, площадку для крепления градуируемых акселерометров, тягу и груз, установленный с возможностью перемещения относительно ротора, „.SU„„1041936 А отличающаяся тем, что, с целью повышения точности воспроиз.ведения ускорения за счет стабилизации длины плеча центрифуги; в ней груз .и площадка, установленная с возможностью перемещения относительно ротора, расположены диаметрально противоположно относительно оси вращения, при этом площадка связана с грузом тягой, а с ротором — введенным упругим элементом.

2. Центрифуга по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что упругий элемент выполнен в виде стержня из материала с малым коэффициентом линейного расширения.

1041936 а=-ш Р

2 = о 4) +4 ц

Изобретение относится к измерительной технике-измерению линейных ускорений, в частности к центрифугам, предназначенным для градуировки и поверки измерительных преобразователей линейных ускорений (акселе- 5 рометров ) .

Известны центрифуги для градуировки и поверки акселерометров, содержащие ротор, выполненный, как правило, в виде балки или диска, вращаю- 10 щийся относительно вертикальной оси с различными постоянными угловыми скоростями ы (1 1.

На конце плеча ротора расположена установочная площадка для .крепления градуируемого акселерометра.

При этом величина центростремительного ускорения, воспроизводимого на расстоянии R от оси вращения, определяется из соотношения

При вращении ротора центрифуги и изменении температуры имеют место центробежные и тепловые деформации длины плеча центрифуги где о- номинальное расстояние от ЗО оси вращения центрифуги до установочной площадки акселерометра;

4Р - изменение длины плеча изt за изменения температуры; 35

4R — изменение длины плеча центК рифуги под действием центробежных сил.

Упомянутые деформации приводят к.погрешности воспроизведения уско- 4р рения градуировочными центрифугами, как это следует из ч,эрмул (1)и (2 ); лы=-ы2(4й +4й ). (З).

Величина этой погрешности может 45 достигать значительных размеров.

Например, для эталонной центрифуги, входящей в состав Государственного первичного эталона единицы постоянного линейного ускорения с к =2,7 м, суммарная относительная погрешность из-за тепловых и центробежных деформаций длины плеча достигает значение порядка 3,7.10, что составляет примерно половину общей погрешности эталона.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является центрифуга, содержащая ротор с приводом, площадку для крепления градуируемых акселерометров, тягу и груз, установ-60 ленный с возможностью перемещения относительно ротора.(2 ).

Недостатками известной центрифуги являются громоздкость компенсирующего приспособления, усложняющего зкс- 6g плуатацию центрифуги, погрешность компенсации из-за неучета массы и жесткости тяг, погрецность из-за чувствительности устройства к неточности задания углов и линейных размеров, а также неучет температурных деформаций плеча, что приводит к невысокой точности стабилизации длины плеча центрифуги, и тем самым к существенным погрешностям воспроизведения ускорения. Кроме того, для реализации известного устройства (для настройки устройства )-предполагается знание закона удлинения (или величины центробежной деформирующей силы ), что позволяет вводить поправку в значение воспроизводимого центрифугой ускорения и, тем самым, делает бессмыслен-. ным и экономически неэффективным использование компенсирующего устройства. ,Целью изобретения является ïîâûшение точности воспроизведения ускорения за счет стабилизации длины плеча градуировочной центрифуги.

Цель достигается тем, что в центрифуге для градуировки акселерометров, содержащей ротор с приводом, площадку для крепления градуируемых акселерометров, тягу и груз, установленный .! с возможйостью перемещения относительно ротора, груз и площадка, установленная с возможностью перемещения относительно ротора, расположены диаметрально противоположно относительно оси вращения, при этом площадка связана с грузом тягЬй, а с ротором— упбугим элементом.

Для уменьшения погрешности воспроизведения ускорения, обусловленной изменением температуры, упругий элемент выполнен в виде стержня из материала с малым коэффициентом линейного расширения, например из инвара.

На чертеже схематически изображе- на предлагаемая центрифуга для градуировки акселерометров.

Предлагаемая центрифуга для градуировки акселерометров состоит из платформы 1, упругого элемента 2, соединяющего установочную площадку 3 с платформой 1 в точке, совпадающей с осью вращения 4, перпендикулярной плоскости чертежа, груза 5, выполненного с возможностью перемещения относительно платформы 1, установленного на противоположной стороне платформы

1 и находящегося на одной прямой с площадкой 3 и осью вращения 4. Груз

5 соединен с площадкой 3 при помощи тяги б, причем груз и площадка 3 установлены на платформе 1 в направляющих жестко связанных с платфор1 мой 1.

Центрифуга работает следующим образом.

При вращении ротора центрифуги (платформы 1 )возникает центробежная

1041936

-М = П „ - 3 П с 4) и 3 с 25.Составитель Н. Мараховская

Редактор Ю. Петрушко Техред И,Иетелева Корректор A,Дзятко

Заказ 7119/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сила F„,ïðèëîæåííàÿ к площадке 3 и стремящаяся растянуть упругий элемент 2 и увеличить начальное расстоя- . ние йз между осью вращения 4 и площадкой 3. Эта сила компенсируется центробежной силой Fz, приложенной 5 к грузу 5, имеющей направление, противоположное направлению силы F и пе редающаяся через тягу 6 к площадке

3. Раэгружающее воздействие силы F2 приводит к снятию, напряжения с упру- 10 гого элемента 2, что при соответствующем выборе параметров конструк- ции (масс и линейных размеров ) обеспечивает неизменность расстояния к при вращении Ротор центрифуги, 15

При выполнении упругого элемента 2 в форме стержня произвольного, .но пос.тоянного сечения длиной R и при устао новке груза 5 массой М на расстоянии

R=- R от оси вращения, соотношение, обеспечивающее неизменность параметра Rp при наличии центробежных сил, имеет вид где reï- масса площадки 3 с установ- ленным на ней акселерометром>

1п — масса стержня 2, выполняющего роль упругого элемента..Использование силовой компенсации по приведенной схеме обеспечивает независимость соотношения (4) от угловой скорости вращения ротора центрифуги, от упругих свойств упругого элемента (стержня ) 2 и материала тяги 6. Соотношение (4 ) получено иэ условия равенства нулю суммарной линейной деформации стержня 2 под действием сосредоточенных усилий, обусловленных массами груза 5 и площадки 3., и распределенных усилий, действующих на стержень 2, находящийся в поле центростремительных ускорений.

Выполнение упругого элемента (стержня ) 2 из материала с малым коэффициентом линейного расширения, например . из инвара, позволяет сохранить длину стержня . 2 и,следовательно, о расстояние R- практически постоянным при изменении температуры.

Таким образом, предлагаемая центрифуга для градуировки акселерометров позволяет повысить точность воспроизведения постоянных линейных ускорений и, тем самым, точность градуировки акселерометров за счет обеспечения неизменности длины плеча центрифуги при изменении температуры и наличии центробежных сил.