Акселерометр

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности. Сущность изобретения акселерометр представляет собой корпус 1, в котором установлены в одной плоскости зеркально симметрично два контура 2, заполненные рабочей жидкостью 3 и содержащие по преобразователю расхода 4. Контуры 2 установлены на опорах 5 так, что каждый контур смонтирован на соответствующем коромысле 6 Одним концом коромысла 6 связаны с опорами 5 пружинами 7. а другие концы связаны между собой пружиной 8. В плоскости контуров 2 по линии симметрии установлены соосно два цилиндрических груза 9, пристыкованных одними торцами к пружине 8, а другими посредством пружин 10 связаны с корпусом 1. Каждый груз 9 установлен соответственно соосно с зазором в цилиндрическом стакане 11, пристыкованном к корпусу 1 стаканы 11 и корпус 1 заполнены вязкой демпфирующей жидкостью 12. Выходы преобразователей расхода 4 подключены параллельно к суммирующему 13 и дифференциальному 14 электроизмерителям . 1 ил.

« Ы,, 1781615 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 G 01 Р 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ клут,, -- 1НЗ- K 0 у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИБЛИО

2 (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и,позволяет расширить функциональные возможности.

Сущность изобретения: акселерометр и редставляет собой корпус 1, в котором установлены в одной плоскости зеркально симметрично два контура 2, заполненные (21) 4858850/10 (22) 09.08.90 (46) 15.12.92. Бюл,N 46 (71) Научно-производственный коллектив

"Электрон" Научно-производственного объединения "Квант" (72) В.И.Пахомов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 723458, кл. G 01 P 15/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N. 98753.1, кл. G 01 Р 15/08, 1981. рабочей жидкостью 3 и содержащие по преобразовател ю расхода 4. Контуры 2 установлены на опорах 5 так, что каждый контур смонтирован на соответствующем коромысле 6. Одним концом коромысла 6 связаны с опорами 5 пружинами 7, а другие концы связаны между собой пружиной 8. В плоскости контуров 2 по линии симметрии установлены соосно два цилиндрических груза 9, пристыкованных одними торцами к пружине 8, а другими посредством пружин 10 связаны с корпусом 1. Каждый груз 9 установлен соответственно соосно с зазо-. ром в цилиндрическом стакане 11, пристыкованном к корпусу 1стаканы 11,и корпус 1 заполнены вязкой демпфирующей жидкостью 12. Выходы преобразователей расхода

4 подключены параллельно к суммирующему 13 и дифференциальному 14 злектроизмерителям. 1 ил.

1781615

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно — к преобразователям ускорения в электрический сигнал и может быть использовано в автономных виброизмерительных и навигационных системах, устройствах ориентации и т.п.

Известны акселерометры, содержащие корпус, внутри которого на опоре закреплен первый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой,и замкнутого контура, смонтированйого на коромысле и заполненного рабочей жидко. стью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей .жидкости в электрический сигнал, Недостатком известных акселерометров являются ограниченные функциональные возможности, т.к. они преобразуют в электрический сигнал лишь угловое ускорение. Это значительно сужает область применения акселерометров, Известен также акселерометр, содержащий корпус, внутри которого на опоре

- закреплен первый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой,и замкнутого контура, смонтированного на коромысле;и заполненного рабочей жидкостью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей жидкости в электрический сигнал. Прототипу также присущ недостаток- ограниченные функциональные возможности, т.к, он преобразует в электрический сигнал лишь угловое ускорение, и следовательно, его область применения — измерение лишь угловых ускорений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения линейного ускорения.

Указанная цель достигается тем, что в акселерометр введен второй идентичный блок, закрепленный в корпусе на опоре и установленный симметрично первому блоку и в одной с ним плоскости, пружина, инерционное тело, два цилиндрических стакана с закрепленными в них пружинами, суммирующий и вычитающий элементы, подвижные концы коромысел двух блоков связаны между собой пружиной, в плоскости конту-. ров двух блоков посередине между ними установлено инерционное тело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов, установленных соосно в цилиндрических стаканах, соединенных с корпусом, при этом один торец каждого груза соединен с пружиной между коромыслами, а другой с пружинами цилиндрических стаканов, причем стаканы и корпус заполнены вязкой демпфирующей жидкостью, выходы преобразователей расхода блоков подключены параллельно к выходам суммирующего и вычитающего электроизмерителя.

В этом акселерометре движение инерционноготела при линейном ускорении корпуса акселерометра вдоль средней линии, разделяющей контуры, преобразуется во встречное вращение контуров по оси,перпендикулярной их плоскости. При угловом ускорении корпуса акселерометра контуры вращаются вместе с корпусом в одном направлении. Выходные сигналы преобразователей расхода рабочей жидкости контуров, несущие информацию об угловых ускорениях контуров, обрабатываются суммирующими и вычитающими элеглентами акселерометра так, что суммирующий выдает информацию об угловом ускорении, а вычитающий об линейном ускорении корпуса акселерометра. В результате функциональные возможности акселерометра расширены за счет обеспечения измерения линейного ускорения.

На чертеже изображен схематично вариант выполнения заявляемого акселерометра.

В корпусе 1 установлены в одной плоскости зеркально симметрично два контура

2 (тороидальные трубки) заполненные рабочей жидкостью 3. В каждый контур 2 встроено по преобразователю расхода 4 рабочей жидкости в электрический сигнал (наприглер электрокинетический преобразователь).

Контуры 2 установлены на опорах 5, так что контур смонтирован на соответствующем коромысле 6. Одни концы коромысел 6 связаны с опорами 5 пружинами 7, а другие— связаны между собой пружиной 8. В плоскости контуров 2 посередине между ними установлено инерционное тело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов 9, Грузы соединены одними торцами к пружине 8, а другими посредством пружин 10 связаны с корпусом 1. Каждый груз 9 установлен соответственно соосно с зазором в цилиндриче- . ском стакане 11,пристыкованном к корпусу

1, стаканы 11 и корпус 1 заполнены вязкой демпфирующей жидкостью 12 (полиметилсилоксановая жидкость). Выходы преобразователей расхода 4 подключены параллельно к суммирующему 13 и вычитающему 14 элементам (электроизмерителям).

Акселерометр работает следующим образом.

При действии линейного ускорения вдоль измерительной оси акселерометра (линии в плоскости контуров 2 посередине

1781615 двух блоков связаны между собой пружиной, в плоскости контуров двух блоков посередине между ними установлено инерционноетело, выполненное в виде двух цилиндрических грузов, установленных соосно в цилиндрических стаканах, соединенных с корпусом, при этом один торец каждого груза соединен с пружиной между коромыслами, а другой — с пружинами ци35

40 линдрических стаканов, причем стаканы и корпус заполнены вязкой демпфирующей жидкостью, а выходы преобразователей расхода блоков подключены параллельно к входам суммирующего и вычитающего электроизмерителей.

-Составитель В.Пахомов

Техред М.Моргентал

Корректор M.Ïåòðîâà

"ее»

Редактор

Заказ 4271 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 между ними) инерционное тело 9 вследствие сил энергии приходит в движение, Вязкая жидкость 12 в стаканах 11 демпфирует движение грузов 9, т.е. исключает возникновение колебаний на резонансных частотах системы грузов 9 на пружинах 10. При ускоренном движении грузов 9 соответствующее ускоренное движение концов коромысел 6 трансформируется. в угловое ускорение контуров 2, При Таком угловом ускорении контуров 2 рабочая жидкость 3 циркулирует в контурах 2 навстречу друг другу. В результате протекания рабочей жидкости через преобразователи расхода 4 на их выходе выдаются электрические сигналы, несущие информацию об угловых ускорениях контуров 2 и,следовательно, о линейном ускорении акселерометра. Поскольку выходные сигналы преобразователей 4 равны по величине и противоположны по знаку, то на выходе суммирующего элемента 13 сигнал нулевой, а на выходе вычитающего элемента 14 выдается сигнал, несущий информацию о линейном ускорении, При угловом ускорении акселерометра по оси, перпендикулярной плоскости установка контуров 21под действием сил инерции рабочая жидкость 3 в контурах 2 циркулирует в одинаковом направлении. В результате на выходе преобразователей расхода 4 выдаются электрические сигналы несущие информаци)о об углово л ускорении. Поскольку сигналы равны по величине и противоположны rio знаку, то на выходе суммирующего элемента 13 выдается сигнал, несущий информацию об угловом ускорении, а на выходе вычислительного элемента 14 выдается нулевой сигнал. . Таким образом функциональные возмо>кности акселерометра расширены, т.к, он дополнительно измеряет линейное ускорение.

Воэможность работы акселерометра одновременно как измерителя углового и линейного ускорений. позволяет получить

30 более полную информацию об ускорении обьекта на котором установлен акселерометр.

Заявляемый акселерометр целесообразно применять в автономных вибро- и сейсмоизмерительных системах, навигационных сйстемах морских и летательных объектов. Особо следует отметить его работоспособность в жестких условиях эксплуатации, в том числе в условиях невесомости.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий корпус, внутри которого на опоре закреплен первый блок, состоящий из коромысла, соединенного через пружину с опорой, и замкнутого контура, смонтированного на коромысле и заполненного рабочей жидкостью, внутри которой расположен преобразователь расхода рабочей жидкости в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения линейного ускорения, в него введены второй идентичный блок, закрепленный в корпусе на опоре и установленный симметрично первому блоку и в одной с ним плоскости, пружина, инерционное тело, два цилиндрических стакана с закрепленными в них пру жинами, суммирующий и вычитающий элементы, подвижные концы коромысел