Способ градуировки низкочастотных линейных акселерометров

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и расширение рабочего диапазона градуировки за счет нижнего предела. Способ включает задание горизонтального перемещения акселерометра по гармоническому закону в направлении измерительной оси Изобретение относится к измерительной технике для воспроизведения горизонтальной составляющей линейного ускорения при градуировке и поверке низкочастотных акселерометров. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона градуировки за счет уменьшения нижнего предела диапазона частот. На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ. Способ реализован с помощью вибрационной установки, содержащей пре-| образоаатель 1 электрического тока в с нормированными амплитудой и частотой , воспроизводимыми вибрационной установкой, измерение выходного сигнала , поворот рабочей оси установки в вертикальной плоскости на угол 1Г рад, дополнительное задание перемещения с аналогичными амплитудой и частотой, расчет коэффициента преобразования с использованием данных измерений в обеих положениях по фор- I F +F муле К , где К - коэффициент XQ U) преобразования акселерометра; Eg и Еа - амплитуда выходного сигнала в первом и втором положениях; XQ и Q - амплитуда и круговая частота. Снижение погрешности достигнуто путем методического исключения из результатов составляющей, вызванной угловыми перемещениями рабочей оси вибрационной установки, независимыми от гравитационного поля Земли. 1 ил. соответствующее линейное перемещение платформы 2. Рабочая ось вибрационной установки, направление которой показано стрелками А, имеет горизонтальную ориентацию. На платформе 2 закреплен в рабочем положении низкочастотный акселерометр 3 горизонтальной составляющей линейного ускорения, выполненный в виде стеклянного тора, заполненного до уровня диаметра рабочей жидкостью 4, в которой размещена система электродов 5, преобразующая объемную скорость жидкости в эквиi СЛ ел Јь О 4, со 4

СОНЗЭ СОВЕТСНИХ

СООИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 Р 21 /p0

1- б у Я мк.-

Отек4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 15 ° 07.92.Бюл. Р 26 (21) 4258362/10 (22) 08,О6.87 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока Научно-производственного объединения "Квант" с опытным производством (72) Ю.Г.Брунштейн и А.В.Троценко (53) 531.768(088.8) (56) Иориш 10.И. Виброметрия. М.:

Машиностроение, 1963, с. 627, 643. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ НИЗКОЧАСТОТЧЪ1Х ЛИНЕЙНЪ|Х АКСЕЛЕРОЪ ЕТРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности и расширение рабочего диапазона градуировки за счет нижнего предела. Способ включает задание горизонтального перемещения акселерометра по гармоническому закону в направлении измерительной оси

Изобретение относится к измерительной технике для воспроизведения горизонтальной составляющей линейного ускорения при градуировке и поверке низкочастотных акселерометров.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона градуировки за счет уменьшения нижнего предела диапазона. частот °

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Способ реализован с помощью вибрационной установки, содержащей пре-i образователь 1 электрического тока в

„„Ы3„„1540494 с нормированными амплитудой и частотой, во с произ водимыми вибр ацпонной установкой, измерение выходного сигнала, поворот рабочей оси установки в вертикальной плоскости на угол и рад, дополнительное задание перемещения с аналогичными амплитудой и частотой, расчет коэффициента преобразования с использованием данных измерений в обеих положениях по фонр+ +Еа муле К= - - —, где К вЂ” коэффициент

2Х и преобразования акселерометра; Е и

Е0 — амплитуда выходного сигнала в первом и втором положениях, Х и (д амплитуда и круговая частота. Снижение погрешности достигнуто путем методического исключения из результатов составляющей, вызванной угловыми перемещениями рабочей оси вибрационной установки, независимыми от гравитационного поля Земли. 1 ил. соответствующее линейное перемещение платформы 2, Рабочая ось вибрационной установки, направление которой показано стрелками А, имеет горизонтальную ориентацию.

На платформе 2 закреплен в рабочем положении ниэкоч;стотный аксе.лерометр 3 горизонталт. ой составляющей линейного ускорения, выполненный в виде стеклянного тора, заполне.шого до уровня диаметра рабочей жидкостью 4, в которой размещена система электродов 5, преобразующая объемную скорость жидкости в экви154А494 валентный электрический сигнал Е.

Преобразователь 1 установлен на стойках 6 основания 7 с регулируемыми опорами 8 прн помощи горизонтальной оси 9, которая позволяет повернуть

5 рабочую ось вибрационной установки в вертикальной плоскости на угол ю рад в направлении стрелки Б.

Рабочую ось вибрационной установки ориентируют горизонтально соответствующим поворотом преобразователя 1 и вращением опор 8 в основании 7.

На платформу 2 устанавливают акселерометр 3, ориентируя его измерительную ось в направлении стрелок А рабочей оси. Преобразователь 1 тока перемещает платформу 2 с акселерометром 3 в направлении рабочей оси по временному закону, соответствую- 2О щему изменению тока. При гармоничном законе изменения тока платформа 2 совершает основные периодические линейные перемещения X=K„ sinQt c ускорением 25

Х= К„ 1 6) sinut где К - коэффициент преобразования х

I тока в линейное перемещение

Йреобраэователем 1;

I — амплитуда тока в обмотке

Д преобразователя I;

И вЂ” круговая частота; — время.

В связи с тем, что у преобразова35 теля 1 тока в линейное перемещение конструкторско-технологически не представляется возможнь-.м выполнить абсолютно симметричными свойствами 40 магнитной, электрической и упругой систем в радиальных направлениях относительно рабочей оси, наряду с основными линейными перемещениями имеют место поперечная и угловая состав- 45 ляющие перемещения платформы 2. Наибольшую погрешность в результат градуировки вносит составляющая углового . перемещения платформы 2 в вертикальной плоскости в связи с изменением проекции вектора гравитационного поля

Земли на измерительную ось акселерометра 3, которая может быть определена согласно выражения

Х„-Е sin(fg sin((f sinMt), 55 где Х - проекция вектора гравитациг онного ускорения на измерительную ocr.; гравитационное ускорение; (f амплитуда составляющей углового перемещения измерительной оси в вертикальной плоскости,.

Выходной сигнал Е акселерометра 3 может быть представлен в ниде.

Ек+Е х где Е „ - составляющая сигнала линейного перемещения, Е„" — составляющая сигнала угловог го перемещения.

После определения выходного сигнала Е, соответствующего заданным амплитуде Х и частоте M перемещения, акселерометр 3 снимают с платформы 2.

Рабочую ось вибрационной установки

/ поворачивают на угол и рад разворотом преобразователя 1 в вертикальной плоскости- вокруг горизонтальной оси

9 в стойках 6 на угол и рад в направлении стрелки Б. В этом положении на платформу 2 устанавливают акселерометр 3, задают аналогичные амплитуду

Хд и частоту Я линейного перемещения

1 и определяют выходной сигнал F, который может быть представлен в виде

Е =Е -Е" х х, °

Независимо от гравитационного поля Земли угловое перемещение платформы 2 обусловлено конструкторско-технологическим несовершенством самого преобразователя 1: асимметрией магнитного и электрического узлов, их взаимного расположения относительно геометрической оси и неравножесткостью упргуих элементов в радиальных направлениях, перпендикулярных основному перемещению платформы.

В связи с тем, что жесткость упругой системы преобразователя .1 в направлениях, перпендикулярных измерительной оси, обеспечивает в обоих положениях относительную неизменность поперечной и угловой составляющих перемещения платформы 2 в выходных сигналах Е и Е акселерометра, I остаются неизменными по величине ! составляющие Е„ и F." углового переме г Х . щения, но по отношению к составляющей

Е" линейного перемещения составляют щая Е „ меняет знак. r

Суммированием выходных сигналов, определенных для обоих положений ра бочей оси вибрационной установки, представляется возможным методическим путем исключить составляющую сигнала от соответствующе го ненормированного углового перемещения рабочей платформы 2 и соответственно рабочей оси вибрационнои установки и измерительной оси акселерометра. Учитывая это, коэффициент преобразования акселерометра 3 поданным определениям выI ходного сигнала в обоих положениях может быть рассчитан согласно выражения !

Еа+Еа

К= - —--2Х а

Снижение влияния имеющейся в выходном сигнале Е составляющей, определяемой изменением проекции вектора гравитационного поля Земли на измерительную ось эа счет ее углового перемещения, на расчет коэффициента преобразования позволяет повысить точность градуировки акселерометра.

Так как погрешность от углового перемещения в большей мере сказывается на нижнем пределе измерений, то снижение погрешности позволяет расширить диапазон градуировки эа счет возможности уменьшения нижних пределов измерения и частот. Снижение погрешности методическим путем позволяет на имеющихся в эксплуатации установках повысить точность градуировки и расширить рабочий диапазон за счет уменьшения нижнего предела частот.

"404 о4 6

6 и р и у л а и з о б р е т с н н н, Способ градуировки низкочастстнмх линейных акселерометров, заклн чанщий-, ся B e e BKcpëåðîìåòðà к столу вибрациоиной установки, задании горизонтальных перемещений стола впбрационной установки по гармоническому закону с нормированными амплитудой и

10 частотой, измерении выходного сигнала и расчета коэффициента преобразования акселерометра, о т л и ч а ю m и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диана она гряду15 ировки до расчета коэффициента преФ образования рабо;ую ось вибрационной установки поворачивают я вертикальной плоскости на угол л рад, повторно задают горизонтальные перемещения с аналогичными амплитудой и частотой, измеряют выходной сигнал акселерометра, после этого рассчитывают коэффициент преобразования по формуле

Ea+Ea

К вЂ” —-25 2Xa < где К вЂ” коэффициент преобразования

I акселерометра;

Еа и Ец — амплитуда выходного сигнала акселерометра соответственно до и после поворота рабочей оси вибрационной установки;

Х и сд — соответственно амплитуда и о круговая частота гармонических перемещений якселерометра.

I 540494

Составитель A.Ïîëbÿêîâ

Редактор Т.Горячева Техред H.Äèäûê Корректор В.Гирняк

Заказ 2823 Тираж 277. Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101