Акселерометр

 

Изобретение относится к измерению низкочастотных линейных ускорений акселерометром с жидкостным подвесом инерционной массы. Цель изобретения - увеличение ресурса работы акселерометра. В процессе измерения ускорений инерционная масса 3, помещенная в магнитную жидкость, перемещается в трубчатом корпусе 1 относительно сигнальных 8, 9, силовой 19 и возбуждающей 6 обмоток. При этом происходит разбаланс моста взаимной индуктивности, образованного сигнальными обмотками 8, 9, вторичной обмоткой 12 катушки взаимоиндуктивности 10 и входными цепями операционного усилителя 14. Первичная обмотка 11 катушки взаимоиндуктивности запитывается от генератора 7 через обмотку возбуждения 6 и второй операционный усилитель 13. Разбаланс моста взаимной индуктивности в виде сигнала с операционного усилителя 14 после синхронного детектора 16 усиливается усилителем 17, нагруженным силовой катушкой 19. Последняя возвращает инерционную массу 3 в исходное положение. Инерционная масса 3 выполнена в виде полого цилиндрического магнита 4 с торцовыми скругленными магнитными заглушками 5. Отношение внутреннего диаметра цилиндра к внешнему составляет 0,7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

G 01 P 15/08

ЗМ:ОМжц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВЕ,533,",:.",.;:, Щ

Б:БЛАЗ;Г -.,;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

flPH ГКНТ СССР

1 (21) 4337370/24-10 (22) 02.12.87 (46) 15,09.89, Бюл. 1(34 (72) A.Ã.Èâàíîâ, Э.N.Aãàáåêÿí, Н.В.Аграфеничев и Г,И.Ишутин (53) 531.768 (088.8) (56) Патент СНА Р 4043204, кл ° G 01 P 15/08, 1977.

Патент CUIA У 4047439, кл. С 01 P 15/08, 1977. (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к изме"рению низкочастотных линейных ускорений акселерометром с жидкостным подвесом инерционной массы. Цель изобретения — увеличение ресурса работы акселерометра. В процессе измерения ускорений инерционная масса 3, помещенная в магнитную жидкость, перемещается в трубчатом корпусе 1 относительно сигнальных 8, 9, силовой !9 и возбуждающей 6 обмоток.

При этом происходит разбаланс моста взаимной индуктивности, образованного сигнальными обмотками 8, 9, вторичной обмоткой 12 катушки 10 взаимоиндуктивности и входными цепями операционного усилителя 14. Первичная обмотка 11 катушки взаимоиндуктивности эапитывается от генератора 7 через обмотку возбуждения 6 и второй операционный усилитель 13. Разбаланс моста взаимной индуктивности s виде сигнала с операционного усилителя 14 после синхронного детектора 16 усиливается усилителем 17, нагружеиньм силовой катушкой 19. Последняя возвращает инерционную массу 3 в исходное положение. Инерционная масса 3 выполнена в виде полого цилиндрического магнита 4 с торцовыми скругленными магнитными заглушками.5. Отношение внутреннего диаметра цилиндра к внешнему составляет 0,7. 1 ил.

3 150817

Изобретение относи ся к измерению параметров движения, в частности к низкочастотным линейным акселерометрам с магнитожидкостным подвесом инерционной массы.

Цель изобретения — увеличение ресурса работы акселерометра, На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема магнитожидкостного акселерометра.

Акселерометр содержит трубчатую полость 1 из немагнитного материала, наполненную магнитной жидкостью 2.

В ней помещена инерционная масса 3,. представляющая собой полый тонкостенный цилиндрический магнит 4, герметически закрытый с торцов заглушками

5 из магнитожесткого материала с поверхностями, представляющими со- 20 бой одноасные полуэллипсоиды. Кроме-этого, акселерометр содер:кит дат. чик перемещения инерционной массы, включающий .в себя мост взаимной индуктивности, состоящий из обмотки 6 25 возбуждения, генератора 7, двух диф ференциально включенных втаричных обмоток 8 и 9 с заземленной средней точкой, компенсационной катушки 10 взаимоиндуктивности (1 1 — 12 - пер- 30 вичная и вторичная обмотки) и двух операционных усилителей 13 и 14.

Входной сигнал операционного усилителя 13 составляет часть напряжения обмотки 6 возбуждения, определяемую делителем 15 напряжения, при этом выход операционного усилителя 13 подключен к первичной обмотке 11 компенсационной катушки 10 вэаимоиндуктивности, вторичная обмотка 12 кото- 40 рой включена в цепь измерительных обмоток 8 и 9. Вторичные обмотки 8 и 9 подключены к входу дифференциального операционного усилителя 14, выход которого подключен к входу син- 45 хронного детектора . 16. Выход. последнего подключен к усилителю 17, нагруженному обратным преобразователем 18, .состоящим из силовой катушки 19 управления с последовательно включенным сопротивлением 20.

Mar нитожидко с тной ак с елеро метр работает следующим образом.

При отсутствии ускорения инерционная масса находится в устойчивом равновесии и занимает относительно сило15 вой катушки 19 симметричное положение. Переменными сопротивлениями 15 и 21 осуществляется баланс реактивных

3. 4 и активных элементов вторичных цепей моста взаимной индуктивности, чем обеспечивается нулевой сигнал датчика перемещения. При наличии ускорения на инерционную массу действует сила инерции F4 Ь ).aV„ » которая выводит его из положения равновесия, что будет зафиксировано датчиком перемещения (здесь V п,т — объем инерционной массы, g p — разность плотностей пробного тела и магнитной жидкости).

Сигнал разбаланса, снимаемый с дифференциального операционного усилителя 14, через синхродетектор 16 и усилитель 17 подается на силовую управляющую катушку .19 в виде постоянного тока I, пропорционального величине ускорения а, Магнитное поле тока в катушке 19 приводит к возникновению магнитной силы

F р (I р Ií )QH -Vp 1 где Т„ — остаточная намагниченность материала магнита;

P — плотность материала магнита;

Т „ - намагниченность магнитной жидкости;

V.H — внешний градиент магнитного поля силовой катушки; (йд= 4п 10 Тн/м, возвращающей инерционную массу в исходное положение.

Таким образом, при Р4 F ïðoèñходит полная компенсация возмущающего воздействия. Ускорение а определяется как:

F «p лр, °

Сигнал, пропорциональный ускорению а, фиксируется в виде напряжения на сопротивлении 20.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий тру6чатый герметичный корпус, заполненный магнитной жидкостью, инерционную массу, помещенную в жидкость,- обмотку возбуждения, генератор, две сигнальные об" мотки, синхронный. детектор, усилитель и силовую катушку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с- целью увеличения ресурса работы акселерометра, он снабжен мостом взаимной индуктивности, двумя операционными усилителями и компенсационной катушкой взаимоиндук73

Составитель И.Лукомский

Редактор И.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор А.06ручар

Заказ 5536/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 15081 тивности, при этом мост взаимной индуктивности образован сигнальными ,обмотками, вторичной обмоткой-катушки взаимонндуктивности и входными цепями первого операционного усилителя, 5 выход которого через синхронный детектор подключен к усилителю, при . этом первичная обмотка катушки взаимонндуктивности подключена к выходу второго операционного усилителя, вход которого подключен через обмотку возбуждения к генератору, а инерционная масса выполнена в виде полого цилиндрического магнита с торцовыми скругленными магнитными заглушками, при этом отношение внутреннего и внешнего диаметров выбирается равным 0,7.