Датчик линейных ускорений

 

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий полый цилиндрический корпус и установлениые в нем соосно цилиндрический элемент и измерительный конус, о тличающий с я тем, что, с целью повьшения точности измерений, в него введены направляющий подвес, излучатель света, фотоприемник , источник питания,, потенциометр , сумматор и регистратор, причем цилиндрический элемент выполнен из прозрачного материала, а измерительный конусиз прозрачного упругого материала ,излучатель светаи потенциометр подключены к источнику питания, ередняя точка потенциометра и выход фотоприемника подключены ко входам сумматора , выход которого соединен с г входом регистратора. гв « э Х :л

СОКИ СОВЕТСКИХ (ОИЦЪЮ

РЕОПУБЛИН ае (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ за G 01 P 15 0

1 (21) 3517909/24 10 (22) 06.12.82 (46) 23.12.84,Бюл. 111 47 (72) Н.С. Соболева Н.В. Ужов, В.Г. Лудченко, А,Г. Мартьянова, . В.Б. Федосеев и А.А. Кузнецов (71) МВТУ им. Н.Э. Баумана (53) 531.768(088.8) (56).l. Бутуев Г.С., Голубков,IO.В., .Ефремов А.К., Федосов А.А. Июкенерные методы исследования ударных процессов. М., "Машиностроение", 1977. с. 240 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий полый цилиндрический корпус и установленные в нем соосно цилиндрический элемент и измерйтельный конус, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены направляк - . щий подвес, излучатель света, фотоприемник, источник питания,, потенциометр, сумматор и регистратор, причем цилиндрический элемент выполнен иэ прозрачного материала, а измерительный конус- из прозрачного упругого мат ери ала, излучатель света и потенциометр подключены к источнику питания., средняя точка потенциометра и выход фотоприемника подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с входом регистратора.

1130805

Датчик линейных ускорений. содержит цилиндрический корпус 1 и подылжно установленные по оси корпуса инерционный элемент 2, измерительный конус 3, фотоприемник 4, излучатель 5 света, две металлические втулки би 7, установленные на инерционном элементе и измерительном конусе соответственно, направляющий подвес 8, источник 9 питания,электри- 50 ческий генератор 10 ультразвуковой частоты, сумматор 11, потенциометр

12 установки нуля, регистратор 13, Излучатель 5 света и фотоприемник 4 закреплены соответственно в крышках, 55

14 и 15, установленных неподвижно в корпусе 1 соосно ему. Направляющий подвес 8 установлен в корпусе 1

Изобретение относится к измерениям параметров движения, а более конкретно к приборам для измерения линейных ускорений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик линейных ускорений, содержащий полый цилиндрический корпус и установленные в нем соосно цилиндрический элемент и измерительный конус

j13

Однако у устройства недостаточная точность измерений иэ-за не учета динамических характеристик нагр " жения и боковой осадки измерительного конуса.

Цель изобретения — повышение точности измерения линейных ускорений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик линейных ускорений, содержащий полый цилиндрический корпус и установленные в нем .соосно цилиндрический элемент и измерительный конус, введены направляющий подвес, излучатель света, фотоприемник, источник питания, потенциометр, сумматор и регистратор, причем цилиндрический элемент выполнен из прозрачного материала, а измерительный конус— из прозрачного упругого материала, излучатель света и потенциометр подключены к источнику питания, средняя точка потенциометра и выход фотоприемника подключены ко входам сумматора выход которого соединен с входом регистратора.

На чертеже изображен датчик линейных ускорений.

40 соосно инерционному элементу 2 и измерительному конусу 3, которые могут перемещаться относительно направляющего подвеса, подключенного к электрическому генератору ультразвуковой частоты 10. Инерционный элемент 2 выполнен из прозрачного материала,. а измерительный конус 3 выполнен из прозрачного упругого материала, излучатель 5 света подключен к источнику 9 питания и потенциометру 12 установки нуля, средняя точка которого подключена встречно с фотоприемником 4 к сумматору

11. Один из входов регистратора 13 соединен с источником 9 питания, а другой — с выходом сумматора 11.

Перед фотоприемником 4 и излучателем 5 света установлены собирающие линзы 1б и 17.

Датчик линейных ускорений работает .следующим образом.

Световое излучение от излучателя

5 света проходит через оптически прозрачный инерционный элемент 2 и подает на измерительный конус 3.

При этом, часть излучения отражается от измерительного конуса 3 и не по-. падает на фотоприемник 4. Для увеличения этой части излучения на поверхности измерительного конуса 3 может быть напылен тонкий слой серебра, что увеличивает коэффициент отражения, Другая часть излучения через оптически прозрачный измерительный конус 3 попадает на фотоприемник

4 и создает там фоновую засветку, вызывающую появление фонового тока.

Этот ток компенсируется напряжением с потенциометра 12 установки нуля, которое поступает на сумматор 11 в противофазе с током фотоприемника

4. В статике потенцйометр 12 установ" ки нуля установлен так, чтобы выходной сигнал сумматора 11 был равен нулю. Нри действии ускорения любого знака или инерционный элемент

2 или измерительный конус 3 переме- . .щаются навстречу друг другу. При этом измерительный конус 3 деформируется и образует пятно контакта.

Тогда световое излучение от излучателя 5 света проходит через это пятно контакта на фотоприемник 4, что вызывает увеличение измеряемого сигнала на регистратор 13, выполненный, например, в виде осциллографа с дифференциальными входами, УменьСоставитель Г. Макарова

Редактор Е. Лушникова Техред М.Гергель

Корректор,И. Эрдейи

Заказ 9603/32 Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпиеное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11 шение величины действующего ускоре- ния вызывает соответствующее умень- шение деформации измерительного конуса 3 и уменьшение пятна контакта.

При этом величина сигнала на регистраторе 13 уменьшается. Электрический генератор ультразвуковой частоты настроен в резонанс с механической системой: направляющий подвес 8 — инерционный элемент 2— измерительный конус 3, При поступле" нии сигнала с электрического генератора ультразвуковой частоты на поверхности направляющего подвеса 8 возникают узлы и пучности, уменьшающие площадь его контакта с инерционным элементом 2 и измерительным конус ном 3. Это вызывает снижение величины коэффициента трения и дает возможность измерять малые перегрузки. При изменении напряжения питания одновременно уменьшаются сигнал с

30805 4 фотоприемника 4 и компенсационный сигнал с источника 9 питания, поступающие на вход регистратора 13 в противофазе, и, следовательно, оставляющие результирующий сигнал без изменения.

Применение предлагаемого датчика линейных ускорений позволяет измерять текущие значения линейного ускорения, 1р- Датчик обладает высокой точностью измерения вследствие малого коэфI фициента трения и линейностью, вследствие линейного характера зависимости величины пятна контакта от при-. ложенной нагрузки.

Датчик обладает малым весом и габаритами и может использоваться в качестве датчика линейных ускоре1 ний при измерении параметров движения деталей приборов и машина, имею щих поступательный характер движения.