Способ определения ускорения

 

Изобретение относится к измерительной технике. С целью повышение точности определения ускорения измеряют время прохождения свободным чувствительным элементом 2 расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента, в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определяют ускорение из соотношения W<SP POS="POST">*</SP>=6[&Tgr;(X<SB POS="POST">1</SB>+X<SB POS="POST">2</SB>)-2J]/&Tgr;<SP POS="POST">3</SP>, где &Tgr; - время прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента

X<SB POS="POST">1</SB>, X<SB POS="POST">2</SB> - задаваемые текущие координаты чувствительного элемента

J - интеграл от перемещения чувствительного элемента за время &tgr;. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ159 734 (51)5 Г 01 Р 15 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21} 4476584/?4-10 (22) 27.05.88 (46) 07. 10,90. Бюл. N - 37 (72) В.Н.Умников и И.А.Бугаков (53) 531.768 (088.8) (56) Ишлинский А,В. Классическая механика и силы инерции. И.: Наука, 1987, с. 124-127.

Гик Л.Д. Измерение ускорений.

Новосибирск: Наука, 1966, с ° 11-15.

l (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСКОРЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. С целью повышения точности определения ускорения измеряют время прохождения свободным чувствительным элементом 2 расстояния

2 между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента, в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определяют, ускорение из соотношения ы

6(" (x + x) — 2I7 где 7— р э время прохождения свободным чувстви тельным элементом расстояния между двумя задаваемыми текугдми координатами чувствительного элемента;х,, х — задаваемые текущие координаты чувствительного элемента; I — интеграл от перемещения чувствительного элемента л за время ь. 2 ил.

1597734

Изобретение относится к инерционной измерительной технике и может быть использовано для измерения ускорения подвижных объектов различного назначения.

Цель изобретения — повьш ение точности измерения за счет исключения влияния начальных условий на результат измерений. 10

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализуюг его предлагаемый способ; на Фиг. 2 — траектория движения его чувствительного элемента (ЧЭ) .

° 15

Устройство состоит из механического модуля и электронного блока (фиг. 1). Иеханический модуль содержит корпус 1 с вакуумированным гермообъемом: ЧЭ 2 в виде плоской проводя- 20 щей Ферромагнитной пластины, закрепленной с одной стороны токопроводящей оси вращения; статорные электроды 3 дифференциального емкостного датчика перемещения, размещенные на 25 внутренних верхней и нижней торцовых поверхностях термообъема; электромагнит 4, ЭлектронньпЪ блок содержит два автогенератора (А1) 5 и 6, входы которых подсоединены к соответствующим электродам емкостного датчика, в выходы .подсоединены к смесителюфильтру 7, выход которого через детектор 8 и Формирователь 9 одиночных импульсов (ФОИ) подсоединен к счетному триггеру (Т) 10. Выход триг- 35 гера 10 подсоединен, во-первых,к управляющему входу ключа 11, через которьп1 источник 12 питания (ИП) подключен к обмотке 4 электромагнита, во вторых, к инвертору 13.

40 .Электронный блок также содержит схему И 14, кварцевый генератор 15 и схему И 16. Первые входы схем 14 и 16 соединены с выходами смесителяФильтра 7 и кварцевого генератора

15 соответственно. Выходы схем 14 и

16 соединены,с входами первого 17 и второго 18 счетчика соответственно, выходы которых соединены со спецвычислителем 19. Выход инвертора 13 соединен с первым входом схемы 20, вы.ход которой соединен с вторыми входами схем И 14 и 16, Кварцевый генератор 15 через делитель 21 частоты соединен с вторым входом частотного компаратора 22, первый вход которого соединен с выходом смесителя-Фильтра 7, а выход соединен со счетным триггером 23, выход которого соединен со вторым входом схемы 20.

Устройство работает следующим образом.

До включения питания ЧЭ 2 находит— ся на нижнем электроде емкостного датчика. С включением питания на выходе триггеров 10 и 23 появляется единичньп сигнал. Ключ 11открывается и источник 12 питания подсоединяется к обмотке электромагнита 4.

ЧЭ 2 подтягивается к верхней крьппке гермообъема (в исходное положение).

С выхода смесителя-фильтра 7 текущая разностная частота, соответствующая текущему положению ЧЭ 2, поступает на первый вход частотного компаратора 22. На второй вход частотного компаратора 22 поступает с делителя частоты 21частота, соответствующая уровню х1(фиг.,2) .. При сравнении частот, т.е. при пересечении ЧЭ уровня х „,íà выходе ЧК 22 формируется им— пульс, перебрасывающий триггер 23 в нулевое состояние. При касании ЧЭ

2 верхнего электрода 3 емкостного датчика колебания первого А1 5 срываются, на выходе смесителя-фильтра

7 и соответственно детектора 8 появляется нулевой сигнал. При перепаде с единичного на нулевой сигнал в

ФОИ 9 Формируется импульс, перебрасывающий триггер 10. При этом ключ 11 закрывается, обмотка электромагнита

4 обесточивается и ЧЭ 2 начинает свободное движение от верхней к нижней крышке гермообъема. Одновременно с этим единичный сигнал с инвертора

18 поступает на первый вход схемы

И 20, При пересечении ЧЭ 2 уровня

Х (Фиг. 1) в ЧК 22 вновь формируется импульс, .перебрасывающий триггер

23, Уровень х, располагается от верхней крьппки гермообъема на расстоянии

dh. Величина gh выбирается такой, чтобы до момента прихода ЧЭ к этому уровню переходные процессы в цепи закончились. Единичный сигнал с выхсда триггера 23 через открытую по первому входу схему И 20 поступает на первые входы схем И 14 и 16. Через второй вход схемы И 14 в счетчик

17 поступают импульсы разностной частоты, формируя интеграл 3 (Фиг.2), а через второй вход схемы И 16 в счетчик 18 поступают импульсы эталонной частоты от кварцевого генератора где х39 х2

Зо

5 159

15, формируя интервал g При касании

ЧЭ 2 нижнего электрода в @ОИ 9 Anp— мируется импульс, перебрасывающий триггер 10 в единичное состояние.

При этом схема И 20 закрывается и Аори мпрование интеграла I и интервала с прекращает,ся (фиг, ?) .

Одновременно с этим открывается ключ 11, обеспечивая подключение источника 1? питания к обмотке электро— магнита 4 ° Далее цикл работы повторяется, В спецвычислителе 21 реализуется алгоритм

6Гс (х „+ х ) ? Ij

Х

У л э где w+ — определяемое ускорение; à — время прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента;

Х Х вЂ” задаваемые текущие координа1 2 ты чувствительного элемента;

I - интеграл от перемещения чувствительного элемента за л время

7734 6

Формула изобретения

Способ определения ускорения, заключающийся В том что приводят чувст вительный элемент в исходное по 0ТНо шению к корпусу прибора положение с помощью управляющего воздействия, снимают управляющее воздействие, измеряют время прохождения свободным

10 чувствительным элементом расстояния;. между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента и вы, числяют измеряемое ускорение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

15 повьппения точности, дополнительно в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определя20 ют ускорение v: из соотно пения

6Г С (хq + х;) — 2I) лЗ время про:сождения свободным чувствительным элементом . расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента; задаваемые текущие координаты чувствительного элемента; интеграл от перемещения чувствительного элемента за вреп„