Трехкомпонентный акселерометр

 

Изобретение относится к гравиинерциальной аппаратуре. Целью изобретения является увеличение чувстви- . тельности и точности акселерометра. При ускоренном движении корпуса 1 прибора , например сверху вниз, в ртути 8 появляется градиент гидростатического давления, направленный вверх, .вследствие чего на сферический сосуд 3 будет действовать выталкивающая сила , направленная вниз. Это приводит к увеличению натяжения струн 6 и уменьшению натяжения противолежащей пары струн, что, в,свою очередь, приводит к пропорциональному изменению частот их собственных колебаний. Разностная частота колебаний противолежащих пар струн пропорциональна измеряемому ускорению. Струнные преобразователи содержат по две струны, натянутые между внешними концами тяг и корпусом симметрично относительно тяг под тупым углом к ним, меньшим 120 . Температурная стабильность акселеро- .метра обеспечивается тем, что в нем материалы сосудов и объемы сосудов и.ртути подобраны так, чтобы температурное приращение объема зазора между сосудами равнялось-температурному приращению объема самой ртути. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН рц О 01 Р 15/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПМРМТИЯМ

ПРИ fNHT СССР

1 (21) 4625334/10 (22) 01.11.88 (46) 29.02.92. Бюл. - 8 (71) Дагестанский филиал AH СССР (72) Д.Г.Таймазов (53) 531.768(О88.8) (56) Брагинский 3.8., Ианукин А.Б.

Измерение малых сил в физических экспериментах. M.: Паука, 1974, с.9-106.

Патент ДАРГ F - 1202025, кл. 42к 7/05, 1965.

{54) ТРЕХКОИПОНЕНТННЙ АКСЕЛКРОг1ГТР (57) Изобретение относится к гравиинерциальной аппаратуре . Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности акселерометра.

При ускоренном движении корпуса 1 прибора, например сверху вниз, в ртути 8 появляется градиент гидростатического давления, направленный вверх, .вследствие чего на сферический сосуд

Изобретение относится к гравиинерциальной аппаратуре и может быть использовано для измерения малых уско" рений в условиях невесомости.

Целью изобретения является повьппе" ние чувствительности и точности измерения.

На чертеже показан схематический разрез предлагаемого акселерометра.

В вакуумированном корпусе 1, вы-. полненном в форме куба, установлены с зазором две концентрические жесткие сферы 2 и 3. Внутренняя chepa через,Л0„„1716452

3 будет действовать выталкивающая сила, направленная вниз. Это приводит к увеличению натяжения струн 6 и уменьшению натяжения противолежащей пары струн, что, в,свою очередь, приводит к пропорциональному изменению частот их собственных колебанил.

Раэностная частота колебаний противолежащллх пар струн пропорциональна измеряемому ускорению. Струнные преобразователи содержат по две струны, натянутые между внешними концами тяг и корпусом симметрично относительно тяг о под тупым углом к ним, меньшим 120

Температурная стабильность акселерометра обеспечивается тем, что в нем g материалы сосудов и обьемы сосудов и ртути подобраны так„ чтобы температурное приращение объема зазора между сосудами равнялось температурному приращению объема самой ртути. I з.п. ф-лы, 1 ил.

Ъ«е

«Я

Cb

4 ° три пары ортогональных радиальных тяг ©

4, проходящих через суживающиеся наружу радиальные каналы 5, выполненные во внешней chepe и струны 6 соединена с корпусом 1. Струны 6 натянуты под малым углом к граням куба и проходят между полюсами постоянных магнитов ". Концы струн подключены к измерителю частот их собственных колебаний (на чертеже не показан) . Зазор между сферами 2 и 3 и часть капиллярных зазоровj образованных тягами 4 со стенками радиальных каналов 5, заняты ртутью 8. Внешняя сфера 2 жестко

1716452 закреплена в корпусе 1 при помощи гибких радиальных растяжек 9.

При ускоренном движении корпуса прибора, например сверху вниз, в

5 ртути 8 появляется градиент гидростатического давления, направленный вверх, вследствие чего на сферический сосуд 3 будет действовать выталкивающая сила, направленная вниз. Это при- 10 водит к увеличению натяжения стоун 6 и уменьшению натя> ения противолежащей пары струн, что в свою очередь приводит к пропорциональному изменению час.тот их собственных колебаний. Раэност-15 ная частота колебаний противолежащих пар струн пропорциональна измеряемому ускорению или, в общем случае, соответствующей компоненте полного вектора ускорения. 20

Струнные преобразователи содержат по две струны, натянутые между внешними концами тяг и корпусом симметричяо относительно тяг под тупым углом к о ним, меньшим 120 . Если этот угол 25 равен 120, то изменения натяжений радиальных тяг и каждой струны поц

I действием ускорений равны друг другу. о

Если же угол меньше 120, то приращение натяжений каждой струны будет больше, чем радиальной тяги . Благодаря этому увеличивается чувствительность струн к измеряемым ускорениям.

Для предотвращения вытекания ртути через капиллярные зазоры в результате ее теплового расширения внешний .сосуд выполнен из материала с большим коэффициентом теплового расширения, причем

3М Ч< З г г =

40 гце 0 и 0 — коэЬАициенты линейного расширения материалов соответственно внешнего и внутреннего сосудов;

V1 и V — объемы этих сосудов;

g, — коэААициент объемного расширения ртути;

V — объем ртути.

Это соотношение означает, что температурное приращение объема зазора меж" ду сосудами. равно температурному приращению объема самой ртути .

При V =-1500 смз, Р =13,6 г/см (ртуть), f 10 Г=10 дн. Cusp=0, 1 (g 96 ) и относительной погрешности

-7 измерения .частоты, равной л10, рас" считанная погрешность измерения Q p составляет . 10 p ..

-П

При толщине зазора между сферами 2 и 3 0,2 см и g 1,8 10 1 согласно укаэанному соотношению необходимо, чтобы ф, †(5 10 . Это можно обеспечить изготовлением сосудов 2 и 3 из двух сортов нержавеющей стали, коэАфициент линейного расширения которой колеблется от 9,6 1 Г до 16,0 ° 10, или иэ двух сортов стекла — обычного стекла с 0(8,5.10 и пирекса с

С(3 -10

Формула изобретения

1. Трехкомпонентный акселерометр, содержаций корпус с расположенным внутри него инерционным телом и тремя ортогональными гибкими тягами, каждая из которых снабжена двумя струнными преобразователями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в нем внутри корпуса установ.— лены сосуды, вставленные друг в друга с зазором, в котором находится несмачивающая жидкость, являющаяся инерционным телом, а к внутреннему сосуду прикреплены одним концом тяги, а внешний сосуд жестко закреплен в корпусе и снабжен радиальными каналами для тяг, обраэуюцими сужающиеся наружу капилляры, при этом струнные преобразователи содержат по две струны, натянутые между вторыми концами тяг и корпусом симметрично относительно тяг под тупым углом к ним, меньшим о

120, причем материалы сосудов и объемы сосудов и жидкости выбираются из условия

% V -З г г где ф, и ф — коэффициенты линейного расширения материалов соответственно внешнего и внутреннего сосудов;

V< и V — объемы внешнего и внутреннего сосудов;

0 — коэффициент объемного расширения жидкости, V — объем жидкости.

2. Лкселерометр по и. 1, о т л ичаюци йс я тем, чтов качестве несмачивающей жидкости используется ртутьв

1716452

Составитель Т.Макарова

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручав

Редактор 0 . .Сне.сивых

Заказ 610 Тир.аж Подписное

ВНИИПИ 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