Способ определения динамической характеристики акселерометра с жидкостным демпфированием

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ПРИ АТТЕСТАЦИИ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ С ЖИДКОСТНЫМ ДЕМПФИРОВАНИЕМ. ЦЕЛЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ РАСШИРЕНИЕ ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКСЕЛЕРОМЕТРОВ. ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОПРЕДЕЛЯЮТ СОБСТВЕННУЮ ЧАСТОТУ КОЛЕБАНИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА НЕЗАДЕМПФИРОВАННОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА И ФУНКЦИЮ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ ДЕМПФИРУЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ, ЗАДАЮТ ГАРМОНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АКСЕЛЕРОМЕТР, ИЗМЕНЯЮТ ТЕМПЕРАТУРУ АКСЕЛЕРОМЕТРА И ИЗМЕРЯЮТ ЕГО ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ. ПОЛУЧЕННЫЙ СИГНАЛ СРАВНИВАЮТ С РАСЧЕТНЫМ ЗНАЧЕНИЕМ, СООТВЕТСТВУЮЩИМ СТЕПЕНИ ЗАТУХАНИЯ, РАВНОЙ ЕДИНИЦЕ, И ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СРАВНЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЮТ КРИТИЧЕСКУЮ ТЕМПЕРАТУРУ, (T КР) СООТВЕТСТВУЮЩУЮ ЭТОМУ ЗАТУХАНИЮ. АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ АКСЕЛЕРОМЕТРА В РАБОЧЕМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ВЫЧИСЛЯЮТ ПО ВЫРАЖЕНИЮ A (ΩI, T J) = 1/√(1-Ω 2/Ω 2) 2 + 4*98N 2(T J) .Ω 2/*98N 2(T КР) .Ω 2, ГДЕ Ω 0 - СОБСТВЕННАЯ ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА АКСЕЛЕРОМЕТРА

*98N(T J) - ФУНКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ ДЕМПФИРУЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ. КРИТИЧЕСКУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ВЫЧИСЛЯЮТ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА НА ТЕМПЕРАТУРАХ ВЫШЕ И НИЖЕ КРИТИЧЕСКОЙ В СООТВЕТСТВИИ С ВЫРАЖЕНИЕМ T КР = Т 1+(Т 2-Т 1) А(Ω I, Т КР) - А(Ω I, Т 1)/А(Ω I, Т 2) - А(Ω I, Т 1), ГДЕ T 1 И T 2 - ТЕМПЕРАТУРЫ АКСЕЛЕРОМЕТРА СООТВЕТСТВЕННО ВЫШЕ И НИЖЕ КРИТИЧЕСКОЙ

A(Ω I, T КР)=1/√(1 - Ω 2/Ω 2) 2 + 4Ω 2/Ω 2. 1 З.П. Ф-ЛЫ, 3 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) (5!)5 G 01 P 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4235247/24-10 (22) 24,04,87 (46) 15.07,90. Вюл. N - 26 (72) В.А. Волков, В.В ° Рыжаков и А.И. Цапулин (53) 531.768 (088.8) (56) Теория автоматического регулирования, кн. 2/Под ред. В.В, Соло. довникова, М.: Машиностроение, 1967, с. 94-97 °

Иориш Ю.И. Виброметрия. М.: Машиностроение, 1963, с. 648-649, (54) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ AKCEJIEPOMETPA С НИДK0CTHbIM ДЕМПФИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при аттестации акселерометров с жидкостным демпфированием .

Целью изобретения является расширение частотного диапазона определения динамических характеристик акселерометров. Предварительно определяют собственную частоту колебаний чувствительного элемента незадемпфированного акселерометра и функцию температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости, задают гармоническое воздействие на акселероИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при аттестации акселерометров с жидкостным демпфированием.

2 метр, изменяют температуру акселерометра и измеряют его выходной сигнал. Полученный сигнал сравнивают с расчетным значением, соответствующим степени затухания, равной единице, и по результатам сравнения определяют критическую температуру (Т ), соответствующую этому затуханию. Амплитудно-частотную характеристику акселерометра в рабочем диапазоне температур вычисляют по выражению

А(О Ti ) 1 2

=1/, (Т„) Ы„ где Я вЂ” собственная частота колеба0 ний чувстчительного элемента акселерометра, (у ) — функция темпера3 турной зависимости вязкости демпд ирунияей жидкости. Критическую температуру вычисляют по результатам измерений выходного сигнала на температурах выше и ниже критической в соответствии с выражением Т ко = Т, + (Т вЂ”

Т()А(Я » Т „) A(4) » Т ) /А(4)»

Т ) — А(Я,, Т,.), где Т» и Т вЂ” температуры акселерометра соответственно выше и ниже критической; A(Q;, Т„

=1/ (-6);/Ц,) + 4 ;/à.. 1 ф-лы. 3 ил.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона при определении частотных характеристик акселерометров.

1578663

На фиг.1 изображена схема устрой" етва, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — амплитудно-частотные характеристики акселерометра для различных температур окружающей среды; на.фиг.3 — - температурная зависимость вязкости демпфирующей жидкости.

Устройство, реализующее способ, содержит испытуемый акселерометр 1, закрепленный на вибростенде 2, а также контрольный акселерометр 3. Вибростенд 2 с акселерометрами помещен в термокамере 4. Выходы контрольного

3 и испытуемого 1 акселерометров сое- 5 динены соответственно с цифровыми вольтметрами 5 и 6..Выходы вольтметров присоединены к вычислительной машине 7.

Перед градуировкой определяют соб- 20 ственную частоту колебаний чувствительного элемента незадемпфированного испытуемого акселерометра. Для этого

1акселерометр перед заливкой жидкостью устанавливают на вибростенд, изменя- 25 ют частоту колебаний вибростенда.и фиксируют собственную частоту колебаний чувствительного элемента по дос.тижению максимального сигнала с акселерометра. Предварительно измеря- gp ют также зависимость вязкости демпфирующей жидкости от температуры с помощью вискозиметра (фиг.3).

После заливки акселерометра 1 демпфирующей жидкостью устанавливают

его на вибростенд 2, В термокамере устанавливают температуру Т 1(фиг.2)

Задают вибростендом 2 фиксированную частоту колебаний (d; и измеряют вольтметром 6 выходной сигнал с испытуемо- 4О

ro акселерометра 1. Устанавливают в термокамере 4 температуру Т1 и на фиксированной частоте Я; вновь измеряют выходной сигнал с испытуемого акселерометра 1. Используя результаты измерений контрольного акселерометра 3, определяют коэффициент передачи испытуемого акселерометра на частоте при температурах Т и Т>

Для акселерометрар представляющего 5О динамическое колебательное звено, вычисляют коэффициент передачи для критического затухания, при котором коэффициент демпфирования = 1.

Вычисления осуществляют по выражению где A(g;,T ) -. коэффициент передачи акселерометра на частоте Я, для критического затухания;

Я вЂ” собственная частота колебаний чувстви" тельно ro элемента.

Используя результаты измерений на температурах Т ф и Т и рассчитанное значение A(Q1, T yp ), интерполяцией находят значение критической температуры, при которой коэффициент демпфирования (= 1.

Т (Т т ). A(®.,T )-A(,Т ) +

А(Я1 рТ )-А(Я;,Т, )

+ T)qq где Т„ — критическая температура акселерометра;

A((Di 4 )!

A(g,, Tg)- коэффициенты передачи акселерометра на частоте Я при температурах Т, и Т соответственно.

По найденному значению Т и функции температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости определяют значение вязкости, соответствующей критической температуре ((Т „ ).

Амплитудно-частотную характеристику для любой выбранной температуры вычисляют по выражению

Р(Т ) о y где А(Я,,Т ) — коэффициент передачи акселерометра при выбранной температуре Т ;

1|(Т ) — вязкость демпфирующей

1 жидкости при температуре Т, определяемая .по функции температурной зависимости. вязкости, Использование предлагаемого способа позволяет при ограниченных возможностях вибростенда в воспроизведе- нии диапазона частоты колебаний определять динамические параметры акселерометра в широком частотном диапазоне для различных температур окружающей среды. ткр—

2. Способ по п.1, о т л и ч.а ю— шийся тем, что градуирование акселерометра осуществляют на температуре меньшей и большей критической, а значение критической температуры вычисляют по выражению где Т1,Т

А(Я,Т ), A(Q-, Т2) 5

1578663

Формула и з о б р е т е н и где

1, Способ определения динамйческой характеристики акселерометра с жидкостным демпфированием, включающий подачу на акселерометр гармонического испытательного воздействия, преобразование входного воздействия в. выходной электрический сигнал, измерение выходного сигнала акселеро- !О метра и вычисление амплитудно-частотной характеристики, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона определения динамических характеристик, пред- 15 варительно определяют собственную

Ъ частоту колебаний чувствительного элемента акселерометра и функцию температурной зависимости вязкости деяпфирующей жидкости, в процессе воздействия изменяют температуру акселерометра, одновременно измеряют его выходной сигнал, сравнивают его с расчетным выходным сигналом, соответствующим степени затухания, равной единице, по результатам сравнения определяют критическую температуру акселерометра и используют значение критической температуры, функции A(MiTj) температурной зависимости вязкости и собственной частоты для вычисления амплитудно-частотной характеристики в рабочем диапазоне темтекущее эначенйе частотй для амплитудно-частотной характеристики; собственная частота колебаний чувствительного элемента акселерометра;функция температурной зависимости вязкости демпфирующей жидкости; критическая температура акселерометра, соответствующая степени затухания, равной единице. температура ахселерометра соответственно выше и ниже критической; значение коэффициента педачи акселерометра на фиксированной частоте пер а тур по выр ажению

Я2 r2 22(T )

А((„),т ) = (1- --"-) + 4 — — " у 3 сд2 22(т )

Q;1 а при температурах Т, и Т соответственно

g2 у 1(2

A(Cd„T,.)- (1 - — - ) + 4 — - 1 2 о о

15786б3

T1 T т, т,.

Составитель Г. Груздев

Редактор R. Копча, Техред Л.Сердюкона

Корре>.тор С. Шекмар

Заказ 1915 Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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