Струнный акселерометр
Использование: изобретение относится к системам управления движением летательных аппаратов и может быть использовано при разработке чувствительных элементов для измерения ускорений. Сущность изобретения: повышение точности и расширение диапазона измерений малых ускорений без увеличения габаритных размеров струнного акселерометра, содержащего инерционную массу, подвешенную в корпусе на растяжных и двух струнах одинаковой длины, причем струны выполнены из материалов разной плотности, два постоянных магнита генератора колебаний и датчиков вибрации, которые соединены с датчиком выходного сигнала, устроило для натяжения струн, обеспечивающее постоянство суммы частот колебаний струн. 1 ил..
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (й)ю G 01 P 15/10
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904823/10 (22) 29.11.90 (46) 07.03.93, Бюл. М 9 (72) С.И.Городилов и А.Л.Хипунов (56) Патент США hL 2959965, кл. G 01 P 15/10, 1960 (54) СТРУННЫЙ АКСЕЛЕРАТОР (57) Использование: изобретение относится к системам управления движением летательных аппаратов и может быть использовано при разработке чувствительных элементов для измерения ускорений. Сущность изобретения: повышение точности и
Изобретение относится к системам управления движением летательных аппаратов и может быть использовано при разработке чувствительных элементов для измерения ускорений, Цель изобретения — повышение точности и увеличение диапазона измерения малых ускорений без увеличения габаритных размеров.
Указанная цель достигается тем, что в струнный акселерометр, содержащий корпус, инерционную массу, соединенную с корпусом растяжками, два магнита генератора колебаний и датчика вибраций, два датчика вибрации, датчик выходного сигнала, причем выходы первого и второго датчиков вибраций соединены соответственно с первым и вторым входом выходного сигнала, первую струну и устройство для натяжения струн, дополнительно введена вторая струна, которая имеет одинаковую длину и выполнена из другого материала по плотно.,сти по сравнению с первой струной.
„„ЯЦ,, 1800370 А1 расширение диапазона измерений малых ускорений беэ увеличения габаритных размеров струнного акселерометра, содержащего инерционную массу, подвешенную в корпусе на растяжных и двух струнах одинаковой длины, причем струны выполнены из материалов разной плотности, два постоянных магнита генератора колебаний и датчиков вибрации, которые соединены с датчиком выходного сигнала, устройство для натяжения струн, обеспечивающее постоянство суммы частот колебаний струн. 1 ил.
Сущность изобретения поясняется чертежом на котором изображена схема струнного акселерометра, Он содержит корпус 1, в котором закреплена струна 2 и растяжками 3 закреплена инерционная масса 4, соединенная со струной 5, противоположный конец которой соединен с устройством для натяжения струн 6, Струны 2 и 5 снабжены постоянными магнитами 7 и 8 генератора колебаний и датчика вибрации и датчиками вибраций 9 и 10. выходы которых соединены соответственно с входами датчика 11 выходного сигнала 11, выход которого соединен с устройством для натяжения струн 6 и с
ЦВМ.
Акселерометр работает следующим образом. При отсутствии ускорения (W> = О) квадрат частоты колебания струны 2 равен;
41 me 4 1 Ki me где Fo — начальное натяжение струн 2 и 5; ве — плотность материала струны 2;
me — плотность материала струны 5»
К1 — коэффициент пропорциональности связывающий гпе с вв, L — длина струн 2 и 5.
Квадрат частоты колебания струны 5 равен;
f.2- Р (2)
4L гйе, Разность частот струн 2 и 5 равна: — — — . <З1
43 me(f1+f2}
При наличии ускорения (Wx Ф О) частота колебаний струны 2 равна:
+ п 1 х ,12 = : 2, (4)
4»- К1 Фе где m — масса инерционного тела 4.
Квадрат частоты колебания струны 5 равен:
m Wx го
41 п)е.
Разность частот струн 2 и 5 при наличии ускорения равна: - к,1 ,4 3 me (т1 + fz}
1 + К1
2 .(} х
При соответствующем подборе материалов, иэ которых изготавливаются струны, можно варьировать значение коэффициента пропорциональности К>. Из выражения (6) видно, что эа счет изменения К1 можно увеличить общий коэффициент пропорциональности
К1 4 1 me (f1 + f2) что, в свою очередь, дает фактическое расширение диапазона измерения малых ускорений без увеличения габаритных размеров акселерометра. При этом степень расширения диапазона измеряемых малых ускоре10 ний будет определяться значением коэффициента пропорциональности К. Полученный эффект от использования струн, которые отличаются по плотности, поясняется следующим расчетом, Если применять струны, отличающиеся по плотности в два раза, то имеем .
f1 2
Fo
4L me(fr+f2)
+3 Wx (7)
4 1 где (1 + fz}
Из выражения (7) видно, что чувствительность такого акселерометра возрастает
15 вЗ раза. При этом вслучае малогоускорения значение квадрата частоты струны 2 в два раза больше значения квадрата частоты струны 5, что практически устраняет явле we "захвата".
Габаритные размеры прототипа примерно в 1,5 раза больше, чем в предлагаемом акселерометре, так как по расчетам длина второй струны прототипа в два раза больше длины первой струны.
Применение струн одинаковой длины позволяет устранить эффект различной реакции на внешние воздействия, что в свою очередь, повышает точность измерения.ус.корений летательного аппарата.
Формула изобретения
Струнный- акселератор, содержащий инерционную массу, закрепленную в корпусе с помощью растяжек и двух струн, два магнита генератора колебаний и датчиков
35 вибрации, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входом датчика выходного сигнала, и устройство для натяжения струн, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличе40 ния диапазона изменения малых ускорений без увеличения габаритных размеров, струны имеют одинаковую длину и выполнены. из материалов с различной плотностью.
1800370
Составитель С,Городилов
Техред М. Моргентал Корректор М,Шароши
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1161. Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
