Акселерометр

 

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе , первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему. вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилителя и обмотки демпфирования, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, обмотка ЭДС выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы в зонах градиента индукции, каждая из которых соединена с введенными источниками постоянного напряжения и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя. сд (;о СП 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1059513 A

3(59 О 01 Р 15 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,Г:: --.- --.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54)(57) АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, юг. /

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3393167/18-10 (22) 10.02.82 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) С.А.Аникии (53) 531.768(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 473911, кл. G 01 L 1/08, 1975.

2. Авторское свидетельство. СССР

9 139089, кл. G 01 P 15/13, 1960 (прототип). вторичный преобразователь перемещений в электричеекий сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилителя и обмотки демпфирования, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, обмотка ЭДС . выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы в зонах градиейта индукции, каждая иэ которых соединена с введенными источниками постоянного напряжения и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя.

1059513

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных ускорений деталей, машин и других двигающихся объектов.

Известен магнитоэлектрический динамометр с силовым уравновешиванием и катушками отрицательной жесткости, которые обеспечивают уравновешивание жесткости упругого подвеса. Обмотки отрицательной жесткости, ус- 10 тановлены в зазоре магнитной системы и соединены с источником стабилизированного тока (1) .

Динамометр имеет высокую чувствительность, но неработоспособен в усло 5 виях воздействия механических дестабилизирующих факторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акселерометр, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, вторичный преобра" эователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилителя и обмотки демпфирования (2) .

Недостатком известного акселерометра является низкая чувствительность, обусловленная наличием упру- З0 гого подвеса, что снижает диапазон измерения акселерометра.

Уменьшение порога чувствительности акселерометра путем уменьшения жесткости упругого подвеса вызывает 35 потерю его боковой устойчивости.

Уменьшение порога чувствительности акселерометра с электрическим демпфированием путем введения дополнительных обмоток отрицательной 40 жесткости снижает их надежность иэза необходимости введения дополнительных токопроводов и уменьшает диапазон измерения, так как процент веса обмотки силового уровновешивания 45 от веса инерционной массы снижается.

Цель изобретения - расширение

° диапазона измерения акселерометра.

Поставленная цель достигается тем, что в акселерометре, содержащем инерционный элемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилителя и обмотки демпфирования, обмотка ЭДС выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы, в 60 зонах градиента индукции, каждая из которых соединена с введенными источником постоянного напряжения и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя. 65

На фи.г,1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 — электрическая схема устройства.

В кольцеобразных зазорах магнитной системы (фиг.1), состоящей из двух постоянных магнитов 1, магнитопровода 2 и двух крышек 3, на упругих направляющих 4 подвешен каркас 5 составляющий основу инерционной массы акселерометра.

Для обеспечения дифференциальной работы упругие направляющие 4 закреплены с предварительным прогибом.

В средней части каркаса 5 расположен электрод б емкостного преобразоватепя перемещения, два неподвижных. электрода 7 размещены на цилиндрических концах постоянных магнитов 1. На каркасе 5 намотаны четыре обмотки 8,9,10 и 11. Обмотка 8 является силовой обмоткой узла силового уравновешивания, обмотки 9 и 10 являются обмотками ЭДС и обмотками отрицательной жесткости, а обмотка 11 — демпфирующей обмоткой.

Электронный блок 12 акселерометра размещен на одной из крышек 3.

Акселерометр работает следующим образом.

При настройке акселерометра, при нейтральном положении инерционной массы и отсутствии воздействия измеряемого ускорения, для настройки подвеса акселерометра на заданную собственную частоту обмотки 9 и 10 запитываются постоянным током от источников 13 и 14 стабилизированного напряжения. Направление токов в обмотках 9 и 10 встречное. В результате взаимодействия электрических полей катушек 9 и 10 с магнитным полем магнитной системы возникают силы, направленные против сил упругих направляющих 4.

Регулировка величин токов, протекающих в обмотках 9 и 10, осуществляется с помощью резисторов 15 и lб.

С помощью сумматора, выполненного на резисторах 17-20 осуществляется получение нулевого сигнала, поступающего на усилитель 21 и обмотку 11.

При нейтральном положении инерционной массы конденсаторы емкостного преобразователя 22, образованные электродами б и 7, сбалансированы и на выходе усилителя 23 сигнал отсутствует.

При воздействии измеряемого ускорения а по измерительной оси акселерометра инерционная масса смещается, причем из-эа компенсации усилия упругих направляющих усилием отрицательной жесткости смещение осуществляется на большую величину.

В результате смещения происходит разбаланс емкостей переменных конденсатрров преобразователя 22. Сиг1059513

Риг.?

Составитель H.Ìàðàxñâñêàÿ

Редактор М.Янович Техред В.далекорей корректор О.Билак

Заказ 9823/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нал разбаланса усиливается предварительным усилителем 24 н через усилитель 23 выпрямленный и усиленный подается на выход, одновременно он подается на силовую обмотку 8.

При изменении измеряемого ускорения q или при наличий вибрационных ускорений, в обмотках 9 и 10 наводятся напряжения ЭДС, величины которых пропорциональны скорости смещения инерционной массы. Папряжения

ЭДС обмоток 9 и 10 складываются сумматором и через усилитель 21 подаются на обмотку 11 для уменьшения скорости и величины смещения (демпфирования) инерционной массы.

Выполнение обмоткой ЭДС двух функций позволяет увеличить диапазон измерения прибора от 14,15 до 33,3% и повысить его надежность на 4,4%.