Способ определения динамической характеристики акселерометра с жидкостным демпфированием

 

Изобретение относится к методам испытания акселерометров с жидкостным демпфированием. Цель изобретения - упрощение определения динамических характеристик и расширение диапазона контролируемых параметров. В измерительно-вычислительный блок 6 заносится информация о испытуемом акселерометре: значения массы чувствительного элемента, собственной частоты его колебаний, конструктивной постоянной и значения функции температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости. В термокамере 1 устанавливают фиксированную температуру, равную значению нижнего предела рабочего диапазона температур акселерометра 3. Измерительно-вычислительный блок 6 поочередно через блок 5 управления и вибростенд 2 осуществляет возбуждение акселерометра 3 на фиксированных частотах. Измерительно-вычислительный блок 6 измеряет выходной сигнал акселерометра 3 и контрольного датчика 4 и проводит поочередное вычисление коэффициента преобразования акселерометра 3 на каждой фиксированной частоте. Полученные значения коэффициентов преобразования сравнивают со значениями коэффициентов преобразования акселерометра 3, вычисленными по приведенной формуле. 3 ил.

Изобретение относится к методам испытания акселерометров с жидкостным демпфированием и может быть использовано для определения их динамических характеристик на завершающих этапах производства. Целью изобретения является упрощение определения динамических характеристик и расширение диапазона контролируемых параметров. На фиг. 1 представлена упрощенная конструктивная схема реализации способа; на фиг. 2 представлена функция зависимости вязкости жидкости, окружающей чувствительный элемент, от температуры; на фиг. 3 - экспериментальные зависимости коэффициента преобразования акселерометра. Устройство содержит термокамеру 1, в которую установлен вибростенд 2 с закрепленным испытуемым акселерометром 3 и контрольным датчиком 4, блок 5 управления и измерительно-вычислительный блок 6. Выходы акселерометра 3 и контрольного датчика 4 подключены к входам блока 6, а выход блока 6 к входу блока 5 управления, выход блока 5 управления подключен к входу вибростенда 2. Устройство работает следующим образом. В измерительно-вычислительный блок 6 заносится информация о испытуемом акселерометре: значения массы чувствительного элемента m, собственной частоты его колебаний f_o, конструктивной постоянной K_а и значения функции температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости. Функция зависимости вязкости жидкости от температуры η(Τ_i) в измерительно-вычислительный блок 6 может заноситься в виде таблицы значений или в виде расчетной формулы. В термокамере 1 устанавливают фиксированную температуру, равную значению нижнего предела рабочего диапазона температур акселерометра. Измерительно-вычислительный блок 6 поочередно через блок 5 управления и вибростенд 2 осуществляет возбуждение акселерометра 3 на фиксированных частотах. Блок 6 измеряет выходной сигнал акселерометра 3 и контрольного датчика 4 и проводит поочередное вычисление коэффициента преобразования акселерометра на каждой фиксированной частоте. Полученные значения коэффициентов преобразования (кривая 7, фиг. 3) акселерометров блок 6 сравнивает со значениями коэффициентов преобразования акселерометра, вычисленными по формуле при температуре, равной нижнему пределу рабочего диапазона температур акселерометра (кривая 8, фиг. 3). Здесь m масса чувствительного элемента акселерометра; f_o собственная частота колебаний чувствительного элемента акселерометра; η(T_i) функция температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости; f_т фиксированная частота возбуждения акселерометра; T_j фиксированная температура, при которой определяют коэффициент преобразования акселерометра; K_a конструктивная постоянная акселерометра, определяемая из выражения где А(f_o) коэффициент преобразования акселерометра на собственной частоте при температуре, равной нормальной;
η_o коэффициент вязкости демпфирующей жидкости, залитой в акселерометр при нормальной температуре. Если расхождения в значениях коэффициентов преобразования незначительны, например не больше 5,0% то блок 6 проводит вычисления коэффициентов преобразования акселерометра при других температурах, лежащих в рабочем диапазоне температур акселерометра, и значения указанных коэффициентов преобразования принимаются за динамическую характеристику акселерометра в рабочем диапазоне температур. Если расхождения в значениях опытных коэффициентов преобразования акселерометров и расчетных коэффициентов велики (больше 5,0%), то акселерометр снимается с испытаний и подвергается исследованию с целью выявления причин. Способ упрощает технологию экспериментального определения динамической характеристики аналоговых средств измерений с жидкостным демпфированием, так как позволяет определять только коэффициенты функции динамической характеристики, что отвечает современным требованиям в области метрологического обеспечения по ГОСТ 8,256-77. Положительным эффектом при контроле динамической характеристики акселерометра предлагаемым способом является возможность ужесточения контроля технологии изготовления акселерометров, так как на ранних стадиях изготовления предлагаемым способом контролируются особо ответственные конструктивные параметры, такие, как значения массы чувствительного элемента, собственная частота и конструктивная постоянная акселерометра.

Формула изобретения

Способ определения динамической характеристики акселерометра с жидкостным демпфированием, включающий определение коэффициента передачи первичного преобразователя на фиксированных частотах при фиксированных температурах, отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля динамической характеристики и расширения диапазона контролируемых параметров, предварительно определяют массу чувствительного элемента акселерометра, собственную частоту его колебаний, конструктивную постоянную акселерометра и функцию температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости, после этого охлаждают акселерометр до температуры, равной нижнему пределу рабочего диапазона температур акселерометра, а затем поочередно возбуждают акселерометр на фиксированных частотах, измеряют коэффициенты преобразования акселерометра на каждой фиксированной частоте, сравнивают их с расчетными и по результатам сравнения судят о динамической характеристике акселерометра во всем диапазоне рабочих температур, причем расчетные коэффициенты преобразования акселерометра определяют из соотношения


где m масса чувствительного элемента акселерометра;
f₀ собственная частота колебаний чувствительного элемента акселерометра;
K_a конструктивная постоянная акселерометра;
η(T_j) - функция температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости;
f_i фиксированная частота возбуждения акселерометра;
T_j фиксированная температура, при которой определяют коэффициент преобразования акселерометра
и дополнительно определяют температурную чувствительность акселерометра по соотношению



при этом конструктивную постоянную акселерометра определяют по соотношению

где A(f₀) коэффициент преобразования акселерометра на собственной частоте при нормальной температуре;
η_o коэффициент вязкости демпфирующей жидкости, залитой в акселерометр при нормальной температуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3