Устройство для градуировки акселерометров

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение диапазона воспроизводимых ударных нагрузок при сохранении точности градуировки акселерометров. При подаче импульса тока на катушку 2 ударного возбудителя его якорь-боек 5 втягивается в полость катушки и приобретает соответствующую скорость. Далее выступом-ударником 20 якорь-боек 5 через отверстие 21 в дне стакана взаимодействует с шаром-ударником 19. Шар-ударник 19, получив ударный импульс, перемещается в стакане и наносит удар по торцу основного стержня 8 механического волновода. В основном стержне 8 возбуждается продольная волна сжатия, которая распространяется вдоль него и при отражении от свободного торца дополнительного стержня 11, преобразуясь в волну растяжения, вызывает в начале отскок дополнительного стержня 11, а затем отскок балластного стержня 17. Поскольку сумма длин дополнительного 11 и балластного 17 стержня ей равна половине длины волны напряжения, возбуждаемой в основном стержне 8, то отлетающим стержням 11 и 17 передается все количество движения, сообщенное системе

поэтому основной стержень 8 становится свободным от напряжений и остается в покое. При отлете дополнительного стержня 11 акселерометр 13 вырабатывает сигнал, который подается на измеритель 24 скорости отлета и измеритель 25 площади импульса. Дополнительный стержень 11 при отскоке получает скорость V<SB POS="POST">отл</SB> и

союз советсних социАлистических

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 С 01 P 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ СССР (21) 4369455/24-10 (22) 27.. 01 . 88 (46) 23.02.90. Бюл. № 7 (71) Новосибирский. электротехнический и нст ит ут (72) А.И. Брикман, В. Н. Евграфов, В.П.Титоренко и В.Ф.Хон (53) 531.768 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 129695 1, кл.. С 01 P 21/00, 1984.

Авторское сивдетельство СССР

¹ 1348737, кл. С 01 Р 21/00, 1985.. наЯ0 ш) 5 5 72

2 (54) УСТРСЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ АКСЕЛЕР ОИЕТ РОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение диапазона воспроизводимых ударных нагрузок при сохранении точности градуировки акселерометров.

При подаче импульса тока на катушку

2 ударного возбудителя его якорь-боек 5 втягивается в полость катушки

1545 ) 72 и приобретает соответствующую скорость. Далее выступом-ударником 20 якорь-боек 5 через отверстие 21 в дне стакана взаимодействует с шаромударником 19. Шар-ударник 19, получив

5 ударный импульс, перемещается в стакане и наносит удар по торцу основного стержня 8 механического волново" да. В основном стержне 8 возбу>щадт" !

| ся продольная волна сжатия которая

> распростараняется вдоль него и при отражении от свободного торца дополнительного стержня 1) преобразуясь в волну растяжения, вызывает в нача- 15 ле отскок дополнительного стержня 11, а затем отскок балластного стержня 17.

Поскольку сумма длин дополнительного

Изобретение относится к измерительной технике и может бьггь использовано для определения коэффициента 25 чувствительности акселерометров в ударном режиме.

Цель изобретения — упрощение кон(5 струкции и расширение диапазона воспроизводимых ударных нагрузок при сох- 30 ранении точности градуировки акселе- рометров.

На фиг. 1 и 2 схематически изображено устройство для градуировки акселерометров.

Устройство для градуировки акселерометров (фиг. 1) содержит корпус 1, в нижней части которого размещен ударный возбудитель электромагнитного типа, имеющий катушку 2, два полюса 3 и 4 и якорь-боек 5.

В верхней части корпуса 1 закреплена неподвижная преграда б, а в направляющих 7 корпуса 1 установлен в вертикальном положении основной стержень 8 механического волновода. При этом основной стержень не закреплен в направляющих 7, а только удерживается от падения имеюшимся у него буртом 9. Кроме того, основной стержень

8 имеет на конце продольное отверстие

10 (фиг. 2).

Имеется также дополнительный стержень 11, на свободном торце которого выполнен выступ-боек 12 и закреплен градуируемый акселерометр 13. В до55 полнительном стержне 8 имеется полость 14, в которую помещен сэосна выступу-бойку 12 подпружиненный бо))и балластного 17 стержней равна пологине длины волньг напряжения, возбуждаемой в основном стержне 8, то отлетающим стержням 11 и 17 передается все количество движения, сообщенное системе, поэтому основной стержень 8 становится свобопным от напряжений и остается в покое. При отлете дополнительного стержня 11 акселерометр 13 вырабатывает сигнал, который подается на измеритель 24 скорости отлета и измеритель 25 площади импульса. Дополнительный стержень

11 при отскоке получает скорость о>л и проходит мерную базу 1Б> в конце которой выступом-бойком 12 взаимодействует с неподвижной преградой 6, 2 ил, ек 15, снабженный хвостовиком 1б. На хвостовик 15 насажен с воэможностью осевого перемещения балластный стержень 17 и выполненный таким образом составной дополнительный стержень имеет длину, равную половине длины волны напряжения, возбуждаемой в основном стержне 8 механического волно- . вода. Кроме того, балластный стержень 17 имеет хвостовик 18, который размещен в продольном отверстии 10 основного стержня 8.

Таким образом, механический волновод имеет составную конструкцию, элементы которого — основной стержень 8 и дополнительный стержень 11 с балластным стержнем 17 - торцами находятся в акустическом контакте.

При этом механический волновод установлен в корпусе 1 так, что за счет бурта 9 основного стержня 8 между выступом-бойком 12 и неподвижной преградой образована мерная база lg

Кроме того, имеется шар-ударник

19, массой меньше массы якоря-бойка 5, а последний имеет выступ-ударник 20.

При этом один из полюсов 4 ударного в о з будит еля,, р а сп ол оже н ный с о ст ор оны механического волновода, выполнен в виде стакана, дно которого обращено в сторону якоря-бойка 5 и имеет сквозное отверстие 21 для выступаударника 20 якоря-бойка 5.

Полюс стакан 4 размещен с возможностью осевого перемещения в сторону механического волновода> подпружинен пружиной 22 в противоположную стороU(t)

К

a(t)

Таким образом

К а ьтл, где 1л — мерная база; р — время пролета, то

K = а

5 15451 ну и имеет массу не менее массы якорябойка 5. Шар-ударник 19 расположен в стакане 4 с возможностью осевого перемещения и имеет диаметр больше

5 диаметра отверстия 21 в дне стака,на 4.

Имекицийся в конструкции устройства блок 23 регистрации включает измеритель 24 скорости отлета дополнительного стержня 11, измеритель 25 площади импульса и решающее устройство

26, при этом выход градуируемого акселерометра 13 -связан с входом измерителя 24 скорости отлета и с входом измерителя 25 площади импульса, а выход измерителя 24 и измерителя 25— с входами решающего устройства 26.

Устройство работает следующим образом. 20

При подаче импульса тока на катушку 2 ударного возбудителя его якорьбоек 5 втягивается в полость катушки 2 и приобретает соответствующую скорость. Далее выступом-ударником 25

20. якорь-боек 4 через отверстие 21 в дне стакана 4 взаимодействует с шаром-ударником 19. Последний, получив ударный импульс, перемещается в стакане 4 и наносит удар по торцу основного стержня 8 механического волновода.

При этом, так как якорь-боек 5 имеет массу, которая больше массы шара-ударника 19, то якорь-боек 5, имея остаточную скорость, взаимодействует с полюсом-стаканом 4, а так как масса полюса-стакана 4 равна массе якоря-бойка 5, то якорь-боек 5 после взаимодействия останавливается

40 и свободно падает в исходное положе-. ние. Полюс-стакан 4 же приобретает соответствующую скорость, которая после перемещения гасится пружиной

22 и дополнительно гасится за счет взаимодействия с шаром-ударником после его отскока от волновада, затем полюс 4 возвращается в исходное положение.

После удара шаром-ударником 19 по основному стержню 3 в нем возбуждается продольная волна сжатия, которая распространяется вдоль него и при отражении от свободного торца дополнительного стержня t 1, преобразуясь в волну растяжения, вызывает . вначале отскок дополнительного стерж,ня 11, а затем отскок балластного стержня 17. Поскольку длина составно72 6 га дополнительного стержня равна половине длины волны напряжения, sos" буждаемой в основном стержне 8, то отлетающим стержням 11 и 17 передается все количества движения, сообщенное системе, поэтому основной . стержень 8 становится свободным от напряжений и остается в покое.

Дополнительный стержень 11 при отскоке получает скорость v, „. и проходит мерную базу 1, в конце которой выступом-бойком 12 взаимодействует с неподвижной преградой 6. При этом дополнительный стержень 11 останавливается за счет перемещения в полости 14 и взаимодействия с допол-., нительным стержнем 11 бойка 15, а затем за счет хвостовиков 16 и 18 дополнительный стержень 11 и балластный стержень 17 устанавливаются в исходном положении на торце основного стержня 8.

Определение коэффициента чувствительности акселерометров осуществляется следующим образом.

При отлете дополнительного стержня 11 акселерометр !3 вырабатывает сигнал, который подается на измеритель 24 скорости и измеритель 25 площади.

Скорость отлета дополнительного стержня 11 в момент отрыва равна

v, „= ) a(t)-4t, где a(t ) " ускорение при отскоке; — длительность действия ус"о кар ения .

Площадь пад сигналом с акселерометра равна

s = 3 u(t)- t, о где 8{1) — сигнал с акселерометра.

Коэффициент чувствительности акселераметра определяется как

Так как скорость v будет равна

16

v отл

<пр

1545172

Время пролета определяется по fipoмежутку времени от сигнала, выработанного акселерометром 13 при отскоке дополнительного стержня 1.1, и от сигнала с акселерометра 13 при взаимодеиствии с неподвижной преградой б.

В устройстве реализуется значение

S „ и, поскольку значение 1 является д>иксированным и известным, тем самым определяется и искомое значение К

Формуц,а изобретения устройство для градуировки акселе- 15 .рометров, содержащее ударный возбудитель, механический волновод, вклю чающий в себя основной стержень с продольным отверстием на его конце и дополнительный стержень, на .свобод- ном конце которого выполнен выступ-" боек и узел .закрепления градунруемоI го акселерометра, в дополнитель ном стержне выполнена полость, в которую помещен соосно первому подпру- 25 жиненный второй боек, снабженный хво-.. стовиком, и неподвижную преграду, расположенную на расстоянии мерной базы от выступа-бойка, и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона воспроизводимых ударных нагрузок, в него введен шар-удар1 ник и балластный стержень, которыи насажен на хвостовик дополнительного стержня с возможностью осевого перемещения,.причем сумма длин дополнительного и балластного стержней равна половине длины волны напряжения, возбуждаемой в основном стержне механического волновода, при этом балластный стержень снабжен хвостовиком размещенным в продольном отверстии основного стержня, а основной стержень механического волновода свободно подвешен в вертикальном положении с помощью выполненного у него бурта, ударный возбудитель выполнен в виде катушки с двумя полюсами и якоря-бойка с выступом-ударником, масса которого больше массы шара-ударника, при этом один из полюсов, расположенный со стороны механического волновода с возможностью осевого перемещения в его сторону, подпружинен в противоположную сторону, выполнен в виде стакана, масса которого не меньше массы якоря-бойка, . а дно его обращено в сторону якоря-бойка и снабжено сквозным отверстием для выступаударника якоря-бойка, при этом шарударник, расположенный в стакане с возможностью осевого перемещения, имеет диаметр больше диаметра отверстия в дне стакана.

1545172

Составитель Т.Макарова

Редактор F,.Ïàïn Техред А, Кравчук

Корректор Н.Ревская Заказ 489 Тираж 436 Подписное

BHHlfIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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