Маятниковый компенсационный акселерометр

 

Использование: при разработке акселерометров маятникового компенсационного типа. Сущность изобретения: акселерометр содержит подвижную систему (1) с маятником , установленную в опорах (2), фотоэлектрический датчик угла, содержащий щелевой модулятор (3), источник света (4) и фотоприемники (5). Модулятор (3) светового потока жестко установлен на подвижной системе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (я)5 G 01 P 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

0) са

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4858284/10 (22) 07.08.90 (46) 23.06,92, Бюл, ¹ 23 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и приборостроения (72) Г.П. Бынин, А.М, Елисеев, Е.А. Сотников и В.В. Юрасов (53) 531.768(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 980007, кл, G 01 P 15/08, 1982.

Щепеле Н.И., Лукин И.А. Сборка, монтаж и регулировка систем автоматического управления. — М.: Машиностооение, 1982, с. 213, (54) МАЯТНИКОВЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Использование; при разработке акселерометров маятникового компенсационного типа. Сущность изобретения: акселерометр содержит подвижную систему (1) с маятником, установленную в опорах (2), фотоэлектрический датчик угла, содержащий щелевой модулятор (3), источник света (4) и фотоприемники (5), Модулятор (3) светового потока жестко установлен на подвижной системе (1) параллельно ее оси. Имеется также датчик (6) момента с обмоткой обратной связи, усилитель (7) и корпус (8). При действии ускорения на маятник возникает инерционный момент, который отклоняет подвижную систему (1) с модулятором (3). Угол поворота подвижной системы (1) преобразуется фотоэлектрическим датчиком угла в электрический сигнал, пропорциональный ускорению, При этом перемещение подвижной системы (1) вдоль осевого люфта не будет влиять на положение измерительной оси, так как это перемещение происходит в направлении, параллельном оси симметрии фотоприемников (5), 2 ил.

1742733

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке акселерометров, Известен маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий подвижную часть с маятником, установленную в опорах, фотоэлектрический датчик угла, датчик момента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий подвижную систему с маятником, установленную в опорах, щелевой модулятор светого потока, жестко связанный с подвижной системой, фотоэлектрический датчик угла, выход которого через усилитель связан с датчиком момента.

Недостатком этих акселерометров является наличие погрешности измерения, вызванной осевым зазором в опорах, необходимым для исключения возможности заклинивания подвижной системы прибора при изменении температуры окружающей среды. Величина этого зазора определяется значением температурного диапазона пребывания акселерометра и коэффициентом линейного расширения материала подвижной системы. В современных типах акселерометров этот зазор составляет (50 — 80) мкм и обеспечивается конструктивно при сборке и регулировке прибора, При действии знакопеременного ускорения, направленного вдоль оси подвеса подвижной систе:лы акселерометра, последняя перемещается в опорах в пределах осевого люфта, что приводит к изменению положения измерительной оси прибо",.а и, как следствие, к дополнительной ошибке при измерении ускорения.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешностей, обусловленных нежесткостью оси подвижной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном маятниковом компенсационном акселерометре, содержащем корпус, подвижную систему с маятником, ось которой закреплена на опорах, усилитель, датчик момента и фотоэлектрический датчик угла с щелевым модулятором, выход которого соединен обратной связью через усилитель с датчиком момента, оптическая ось фотоэлектрического датчика угла ориентирована перпендикулярно, а его щелевой модулятор установлен параллельно оси подвеса подвижной системы.

На фиг. 1 представлена схема акселерометра; на фиг. 2 — схема функционирования фотоэлектрического датчика угла при осевом перемещении подвижной системы.

Акселерометр содержит подвижную систему 1 с маятником (не показан), установленную в опорах 2, фотоэлектрический датчик угла, содержащий модулятор 3 светового потока, излучающий диод 4, фотоприемники 5. Модулятор 3 светового потока жестко установлен на подвижной системе 1 параллельно ее оси, имеется также датчик 6 момента с обмоткой обратной связи, усилитель 7 и корпус 8, При этом оптическая ось фотоэлектрического датчика угла перпендикулярна оси подвеса подвижной системы 1, а выход фотоэлектрического датчика угла через усилитель 7 соединен с датчиком 6 момента. Модулятор 3 выполнен щелевым или в виде прямоугольной заслонки.

Акселерометр работает следующим образом, При действии измеряемого ускорения на неуравновешенную массу (маятник) возникает инерционный момент, который отклоняет подвижную систему 1 с жестко закрепленным на ней модулятором 3, Угол поворота подвижной системы 1 преобразуется фотоэлектрическим датчиком угла в электрический сигнал в результате освещения фотоприемников 5 потоком излучения излучающего диода 4. Этот сигнал через усилитель 7 поступает на датчик 6 момента, создавая компенсирующий момент, пропорциональный проекции Z1 действующего ускорения 3 на измерительную ось акселерометра. При этом перемещение подвижной системы 1 вдоль осевого люфта Л! под действием проекции а ускорения а на ось подвеса не будет влиять на положение измерительной оси, так как это перемещение происходит в направлении, параллельном оси симметрии фотоприемников 5 (фиг. 2) и не вызывает изменения освещения фотоприемников, Таким образом, нестабильность измерительной оси, вызыванная осевой нежесткостью подвеса подвижной системы и составляющая для известного акселерометра величину порядка 40 угл, с, в предлагаемой конструкции акселерометра исключается, что приводит к повышению его точности.

Формула изобретения

Маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий корпус, подвижную систему с маятником, ось которой закреплена на опорах, усилитель, датчик момен а и неподвижно закрепленный на корпусе фотоэлектрический датчик угла со щелевыммодулятором, выход которого соединен обратной связью через усилитель с датчиком момента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исклю1742733

50

Составитель Ю. Власов

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Н. Тупица

Заказ 2282 Тираж 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, 101 чения погрешностей, обусловленных нежесткостью оси подвижной системы, оптическая ось фотоэлектрического датчика угла ориентирована перпендикуля рно, а плоскость пластины щелевого модулятора параллельна оси подвеса подвижной системы,