Акселерометр
Изобретение относится к точному приборостроению. Цель изобретения - повышение точности измерения кажущегося ускорения за счет повышения стабильности масштабного коэффициента. Герметичный цилиндрический корпус 2 разделен на две части эластичной перегородкой 4, при этом первая часть гермообъема с инерционной массой заполнена легколетучей жидкостью, а вторая часть - газом под давлением 5. При действии ускорения W<SB POS="POST">х</SB> на ось X чувствительности инерционная масса движется относительно цилиндрического корпуса 2 и ее перемещение фиксируется датчиком положения. 1 ил.
С01ОЗ СОВЕ 1СКИХ
СОЦИАЛИСТИ РЕСПУЬЛИК с 1> rs»s G 01 Р 15/08 ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТ ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 46 (21) 4467830/10 (22) 29,07,88 (46) 30,08.91. Бюл. М 32 (72) В. Н. Умников и Ю. А. Клотнев (53) 531,768(088.8) (56) Назаров Б. И. и др. Командно-измерительные приборы. М., 1987, с. 37, Авторское свидетельство СССР N. 678428, кл, G 01 Р 15/08, 1977, (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к точному приборостроению. Цель изобретения — повы„„SU „„1673985 А1 шение точности измерения кажущегося ускорения эа счет повышения стабильности масштабного коэффициента. Герметичный цилиндрический корпус 2 разделен на две части эластичной перегородкой 4, при этом первая часть гермообьема с инерционной массой заполнена легколетучей жидкостью, а вторая часть — газом под давлением. При действии ускорения Wx на ось х чувствительности инерционная масса движется относительно цилиндрического корпуса 2 и ее перемещение фиксируется датчиком положения. 1 ил. 1673985 Изобретение относится к точному приборостроению и, в частности может быть использовано для измерения механических параметров движения объекта. Цель изобретения — повышение точности измерения, На чертеже изображен акселерометр. На чертеже обозначены легколетучая жидкость 1, цилиндрический корпус 2, инерционная масса 3, эластичная перегородка 4 и газовая среда 5 под давлением. Акселерометр содержит герметичный цилиндрический корпус 2, гермообъем которого разделен на две части эластичной перегородкой 4, Рабочая (первая) часть гермообъема заполнена легколетучей жидкостью 1 (например, фреоном, смесью легколетучих углеводородов, способных сжиматься под давлением в интервале эксплуатационных температур), и в ней размещена инерционная масса 3, вторая часть гермообъема заполнена газом под давлением 5. Принцип работы акселерометра заключается в движении инерционной массы 3 относительно цилиндрического корпуса 2 под действием проекции кажущегося ускорения Wx на ось х чувствительности и наблюдении движения инерционной массы 3 посредством датчика перемещения (не показан), жестко закрепленного на цилиндрическом корпусе 2. Датчик, преобразовывающий положение инерционной массы относительно цилиндрического корпуса 2, может быть любого типа, например индукционным, емкостным, реэистивным и т. д. Перед началом процесса измерения кажущегося ускорения инерционная масса в зависимости от способа измерения кажущегося ускорения должна быть приведена в одно иэ крайних положений или установлена в среднее положение относительно торцов цилиндрического корпуса 2. В зависимости от того, какая будет установлена обратная связь инерционной массы 3 с цилиндрическим корпусом 2— гибкая или жесткая, акселерометр может быть интегрирующим или позиционным (во втором случае). И в том, и в другом случае связь выходного сигнала с положением инерционной массы 3 относительно корпуса 2 устанавливается через масштабный коэффициент. В общем случае, например для интегрирующего акселерометра, выходной сигнал связан с проекцией кажущегося ускорения на ось чувствительности акселеро метра следующим соотношением: Ом (/ъ яж >з 4 7т )/ SM 5 где dY -- приращение уровня выходного сигнала с датчика преобразователя (приращение напряжения тока или частоты в зависимости от типа преобразователя); Ом — объем инерционной массы; 10 р„, р,„— плотности инерционной массы и жидкости; Sç — площадь зазора между корпусом и инерционной массой; g — кинематическая вязкость жидкости; Sì — площадь поперечного сечения инерционной массы; Кд — коэффициент преобразования датчика выходного сигнала; 04 — проекция кажущегося ускорения на ось х чувствительности акселерометра. Предположим, что датчик преобразования положения инерционной массы относительно корпуса в напряжение идеальный, тогда точность измерения кажущегося уско25 рения определяется стабильностью скорости движения инерционной массы относительно корпуса под действием кажущегося ускорения. Связь между скоростью движения инерционной массы и кажущимся ускорением определяется выражением Wх, (2) 4л дЯ„ где V — скорость движения инерционной массы относительно корпуса. Сущность изобретения состоит в повышении точности измерения кажущегося ускорения путем стабилизации масштабного коэффициента при изменении температур ных условий эксплуатации акселерометра, Изменение температуры акселерометра приводит к изменению масштабного коэффициента за счет изменения объема и плот45 ности инерционной массы, плотности жидкости, площади сечения зазора, а особенно температурного изменения кинематической вязкости жидкости. Относительное изменение кинематической вязкости жидкости за единицу температуры по сравнению с относительным температурным изменением остальных параметров на 2-3 порядка больше и составляет типовую величину 10 -10 -4 Уменьшить влияние температуры на величину масштабного коэффициента позволяет разделение гермообъема акселеромегра на две части эластичной перегородкои 4 и заполнение рабочей части 1673985 Составитель Т. Макарова Техред М,Моргентал Корректор О, Ципле Редактор А. Огар Заказ 2916 Тираж 333 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1О1 гермообъема легколетучей жидкостью, а второй части — газом под давлением. Легколетучая жидкость при комнатной (рабочей) температуре и нормальном атмосферном давлении быстро испаряется и переходит в 5 новое фазовое состояние — газ, Для того, чтобы вещество, например фреон, при комнатной температуре перешел иэ газового состояния в жидкое необходимо создать в гермообъеме повышенное давление, В мо- 10 мент перехода иэ газового состояния в жидкое кинематическая вязкость для жидкого состояния вещества самая минимальная, и при дальнейшем увеличении давления в гермообъеме кинематическая вязкость воз- 15 растает. Существенно возрастает температура кипения жидкости. Физический механизм стабилизации масштабного коэффициента заключается в том, что при увеличении тем- 20 пературы увеличивается объем жидкости. что приводит к уменьшению объема газа по второй части гермообьема и возрастанию в ней давления. Возросшее давление благодаря наличию эластичной перегородки 4 вы- 25 равнивается с давлением в жидкости. Возросшее давление в жидкости увеличивает ее вязкие свойства, которые при возрастании температуры уменьшились. Таким образом, одновременное действие двух взаимоисключающих свойств жидкости приводит к стабилизации ее вязких свойств. Степень компенсации изменения масштабного коэффициента от температурного фактора зависит от соотношения объемов жидкости и газа и первоначального давления в газовой части гермообъема, а варьируя давление в газовой среде, можно управлять характером компенсации, Формула изобретения Акселерометр, содержащий герметичный цилиндрический корпус, заполненный рабочей жидкостью, в которой размещены инерционная масса и датчик положения, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, цилиндрический корпус разделен на два отсека эластичной перегородкой, причем первый отсек заполнен легколетучей жидкостью, а второй отсек заполнен газом под давлением.
