Способ измерения ускорений и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов. Целью изобретения является повышение чувствительности и термостабильности устройства для измерения ускорений. Устройство содержит мост, два плеча которого составляют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждается генератором 1 синусоидального напряжения, настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечивается положительной обратной связью через одно из плеч моста. Напряжение, пропорциональное ускорению, снимается с диагонали моста на дифференциальный усилитель 10. Термостабильность устройства достигается использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезокварцевых резонаторов. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1492290 А 1 (51) 4 G Ol P 15/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 иэобретения является повьппение чувствительности и термостабильности уст-.. ройства для измерения ускорений. Устройство содержит мост, два плеча которого составляют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждается генератором синусоидального напряжения 1, настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечивается положительной обратной связью через одно из плеч моста. Напряжение, пропорциональное ускорению, снимается с диагонали моста на дифференциальный усилитель

10. Термостабильность устройства достигается использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезо" кварцевых резонаторов. 2 с, и 1 s.n. (21) 4205278/24-10 (22) 04.03.87 (46) 07.07.89.Бюл. II 25 (71) Ленинградский государственный университет (72) Б.И.Евневич, В.М.Крячко и Н.Г.Семенова (53) 531.768 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 901914, кл. G 01 Р 15/08, 1980.

Дубовский В.Б. Измерение низкочастотных ускорений. - M. Наука. 1981, с. 79. (54) G 0G0H H3MEPFÍÈß УСКОРЕНИЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов. Целью

1492290

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов.

1!ель изобретения — повышение чунсвительности, и термостабильности при измерении ускорений.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ измерения. ускорений.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, мост, два плеча которого составляют последовательные резонансные контуры, состоящие из емкостных датчиков 2 и 3 перемещения, индуктивных элементов 4 и 5 и резисторов 6 и 7. Два других плеча моста образуют резисторы 8 и 9.

Генератор синусондального напряжения подключен своим выходом к диагонали моста, обозначенной буквами А и В. К резистору 8 подключен вход генератора так, чтобы обеспечить положительную обратную связь 25 генератора через ветвь моста, содержащую емкостный датчик 2, индуктивный элемент 4 и резисторы 6 и 8 ° Напря жение разбаланса моста снимается с диагонали D-Е на вход дифференциаль- 30 ного усилителя 10.

Емкостиые датчики 2 и 3 перемещений могут быть выполнены в виде дифференциального конденсатора с подвижной общей пластиной.

Измерение ускорений произнодится .следующим образом, При отсутствии ускорения емкостных датчиков 2 и 3 перемещения равны между собой и напряжение в диаго- 40 нали 0-F. равно нулю.

При действии ускорения емкости емкостных датчиков 2 и 3 изменяются так, что одна иэ них увеличивается, а другая уменьшается. Частота генератора 1 синусоидального напряжения устанавливается так, что она совпадает с собственной частотой колебательного контура одной иэ ветвей моста, состоящей иэ емкостного датчика 2, индуктивного элемента 4 резисторов 6 и 8. В устройстве настройка генератора 1 в резонанс с колебательным контуром обеспечивается положительной обратной связью по току колебательного контура через ре зистор 8.

Другая ветвь моста оказывается на склоне резонансной частотной характеристики. Такая расстройка второго контура наряду с расбалансиронкой моста от изменения емкостей емкостных датчиков 2 и 3 обеспечивает более высокое напряжение расбаланса моста, характеризующее величину измеряемого ускорения. Это напряжение усиливается дифференциальным усилителем 1О.

Для случая равенства емкостей емкостных датчиков 2 и 3 и их изменения при действии ускорения напряжение расбаланса моста в диагонали D-E определяется ныражением где 3U — напряжение расбаланса в диагонали моста; напряжение на выходе генератора синусоидального напряжения;

Π— добротность псследонательного резонансного контура;

С вЂ” емкость каждого плеча датчика перемещения;

ДС вЂ” изменение емкостей под действием ускорения.

В устройстве нестабильность частсты i-енератора не влияет на чунстниельность устройства, так как ч .стота генератора 1 определяется параме грамм одной из ветвей моста, обеспечивая ее работу в режиме резонанса.

Использование в качестве индуктивных элементов 4 и 5 устройства пьезокварцевых резонаторов. характеризующихся высокой температурной стабильностью, обеспечивает высокую термостабильность и всего устройства. формула и э о б р е т е н и я

1. Способ измерения ускорений, заключающийся в том, что возбуждают мост с двумя емкостными датчиками перемещения в его плечах синуссидальным напряжением и измеряют напряжения расбаланса моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности, частоту синусоидального напряжения устанавливают равной резонансной частоте одной из ветвей моста.

2. Устройство для измерения уско- рений, содержащее мост с двумя емкостными датчиками и соединенными по!

492290

Составитель Г,Груздев

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 3871/47 Тираж 789 Подписное

dHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.!роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород; ул. Гагарина, 101 следовательно с ними индуктивными элементами в двух плечах моста и реэисторами в двух других его плечах, генератор синусоидального напряжения, подключенный своим выходом к одной иэ диагоналей моста и измеритель напряжения расбаланса моста, подключенный к другой его диагонали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что одно иэ плеч моста с резистором подключено к входу генератора синусоидального напряжения для образования

5 положительной обратной связи.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термостабильности, в качестве индуктивных элементов исполь1р эованы пьезокварцевые резонаторы.