Устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений

 

Использование: устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений относится к области приборостроения и может быть использовано для поверки акселерометров. Сущность изобретения: устройство состоит из аэростатической поворотной опоры, подвижной частью которой является маятник, выполненный в виде сферического сегмента большого радиуса, на котором установлен исследуемый акселерометр. Механизм отклонения маятника от положения равновесия выполнен в виде четырех пневмобашмаков, управляемых пьезотолкателями , подключенными попарно на выход генераторов электрических колебаний, один прямо, а другой - через пьезовращатель. Пьезотолкатели установлены в кронштейнах , жестко связаны с стаканом, имеющим возможность вертикального смещения вдоль вала, являющегося для него направляющей, причем вал связан с приводом и имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси симметрии устройств а, перемещая таким образом пневмобашмаки относительно маятника. Устройство работает следующим образом. После подачи электрического сигнала на пьезотолкатели, вызывающие-пропорциональное этим сигналам смещение пневмобашмаков за счет воздействия струй газа, истекающих из них, маятник с исследуемым прибором отклоняется от плоскости горизонта. Для изменения плоскости отклонения маятника необходимо развернуть с помощью привода пневмобашмаки на требуемый угол, контроль которого осуществляется с помощью прибора, подключенного к датчику угла. Таким образом, устройство позволяет изменять плоскость отклонения маятника, , задавать отклонение маятника вокруг двух взаимоперпендикулярных осей. 2 ил. ё 00 00 ел ч

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (эоэ G 01 P 21/00

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССP (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4952983/10 (22) 20.05.91 (46) 30.05.93. Бюл. ЬЬ 20 (71) Научно-ксследовательский институт прикладной механики (72) А.И.Александров и В.Г.Терехов (56) Авторское свидетельство СССР .hk 731383, кл. G 01 Р 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

hl 693555, кл. G 01 P 1/00, 1989, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ И НИЗКОЧАСТОТНЫХ

ГАРМОНИЧЕСКИХ УСКОРЕНИЙ (57) Использование: устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений относится к области приборостроения и может быть использовано для поверки акселерометров.

Сущность изобретения: устройство состоит из аэростатической поворотной опоры. подвижной частью которой является маятник, Bblfl0JlH8HHblA в виде сферического сегмента большого радиуса, на котором установлен исследуемый акселерометр. Механизм отклонения маятника от положения равновеоия выполнен в виде четырех пневмобашмаков, управляемых пьезотолкаИзобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для проверки и градуировки низкочастотных линейных акселерометров.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей устройства.. . Ы 1818591 А1 телями, подключенными попарно на выход генераторов электрических колебаний, один прямо, а другой — через пьезовращатель. Пьеэотолкатели установлены в кронштейнах, жестко связаны с стаканом, имеющим возможность вертикального смещения вдоль вала, являющегося для него направляющей, причем вал связан с приводом и имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси симметрии устройства, перемещая таким образом пневмобашмаки относительно маятника. Устройство работает следующим образом. После подачи электрического сигнала на пьезотолкатели, вызывающие -пропорциональное этим сигналам смещение пневмобашмаков эа счет воздействия струй газа, истекающих из них, маятник с исследуемым прибором отклоняется от плоскости горизонта. Для изменения плоскости отклонения маятника необходимо развернуть с помощью привода р пневмобашмаки на требуемый угол, контроль которого осуществляется с помощью прибора, подключенного к датчику угла. Таким образом, устройство позволяет изме- QQ нять плоскость отклонения .маятника,, в задавать отклонение маятника вокруг двух .«р вэаимоперпендикулярных осей. 2 ил. Ql

На фиг.1 и фиг.2 представлена структурная схема устройства, главный вид; на фиг.2 — разрез А-.А на фиг.1.

Устройство состоит иэ основания 1, аэростатичеСкой поворотной опоры, содержащей неподвижную часть 2 и подвижную часть -- маятник 3, выполненный в виде сферического сегмента большого радиуса, 1818591

55 на котором установлен двухкоординатный измерительный прибор 5, причем маятник 3 снабжен платформой 4 для крепления исследуемого акселерометра 6 и сферической аэростатической направляющей (на фиг.1, 2 не показана). Зазор между неподвижной частью и маятником 3 заполнен газом, подводимым к аэростатической опоре по каналам, проходящим через основание 1, неподвижную часть 2 и сферическую аэростатическую направляющую от источника сжатого газа (на фиг.1, 2 не показано), На неподвижной части 2 закреплена крестообразная жесткая рама 8, в которой установлен с возможностью вращения вертикально вал 9, один конец которого через червячную пару 10 соединен с приводом 11, обладающим возможностью медленного реверсивного вращения и установленного на раме 8, а на другой — надет стакан 12 и связан с ним через регулировочный дифференциальный винт 13, причем наружная поверхность вала

9 является направляющей, элемент препятствующий угловому развороту стакана 12 при его вертикальном перемещении с помощью регулировочного дифференциального винта 13 (на фиг,1, 2 не показан), Четыре кронштейна 14 расположены крестообразно и жестко связаны с стаканом 12. Четыре пьезотолкателя 15, представляющие из себя пьезоэлементы, работающие в режиме обратного пьезоэффекта, установлены в кронштейнах 14 и зажаты между опорными винтами 16 и пневмобашмаками 17, состоящими из воздушных каналов с соплами (на фиг.1, 2 не показано), которые упруго связаны с стаканом 12 упругими шарнирами 18, выполненными в виде двух плоскопараллельных балочек прямоугольного сечения.

Зазор 19 между платформой 4 и пневмобашмаками 17 заполнен газом. подаваемым по воздушным каналам от источника сжатого газа (на фиг.1, 2 не показан). Первый генератор электрических колебаний 20 одновременно подключен к контрольному прибору

21 и двум пьезотолкателям 15,расположенным симметрично относительно поперечной оси устройства У-У,причем к одному он подключен прямо, а к другому — через первый фазовращатель 22. Второй генератор электрических колебаний 23 подключен одновременно к контрольному прибору 24 и двум пьеэотолкателям 15, расположенным симметрично относительно продольной оси устройства Х-Х, причем к одному он подключен прямо, а к другому — через второй фазовращатель 25, Датчик угла 26 установлен на торцевой поверхности стакана 12 соосно с валом 9 и подключен к контрольному прибору 27.

1О

Устройство работает следующим образом, Регулировкой дифференциальным винтом 13 и опорными винтами l6 необходимо привести маятник 3 в исходное положение, например, в плоскость горизонта, за счет воздействия струй газа, истекающего из сопел пневмобашмаков 17. которые создают вращающие моменты, приложенные к маятнику 3, относительно осей вращения Х вЂ” Х, У вЂ” У нужного знака.

Для создания вынужденных гармонических колебаний вокруг оси У-Y маятника 3 с установленными на платформе 4 исследуемым акселерометром 6 необходимо с первого генератора электрических колебаний

20 подать на пьезотолкатели 15 равные по величине и противоположные по фазе гармонические сигналы. Фазовый сдвиг одного сигнала относительно другого осуществляется с помощью первого фазовращателя 22.

В результате возникает противофазное линейное смещение пневмобашмаков 17 относительно исходного положения, изменяющееся по гармоническому закону, приводящее к пропорциональному изменению зазоров 19 и соответственно к появлению пар сил, создающих момент вращения маятника 3 относительно оси Y-Y разного знака эа счет усилий, прикладываемых к платформе 4 струями сжатого газа, истекающего из пневмобашмаков 17. Для создания вынужденных гармонических колебаний вокруг оси Х-Х маятника 3 необходимо подать со второго генератора электрических колебаний 23 подать гармонический сигнал на другую, подключенную на выход пару пьезотолкателей 15.

Для создания вынужденных гармонических колебаний одновременно вокруг двух осей

Х вЂ” Х и У вЂ” У необходимо подать гармонические сигналы одновременно с первого и второго генераторов электрических колебаний

20, 23. Контроль, подаваемых с генераторов

20, 23 электрических сигналов осуществляется контрольными приборами 21, 24. Для изменения плоскости отклонения маятника

3 относительно исходного положения необходимо перед началом работы развернуть с помощью привода 11 через четвертую пару

10 на заданный угол вал 9 и связанные с ним через стакан 12 кронштейны 14 и пневмобашмаки 17 вокруг вертикальной оси симметрии маятника 3, соответствующий требуемому углу разворота плоскости колебаний маятника 3 относительно исходного положения. Величина угла разворота измеряется датчиком угла поворота 26 с измерительным прибором 27, Затем по вышеописанной методике необходимо по1818591 дать электрический сигнал с первого 20 или второго 23 генератора или одновременно с обоих нв пьезоэлектрические толкатели 15, которые вызывают пропорциональное смещение пневмобашмаков 17 и разворот маятника 3 с исследуемым прибором 6 в заданной плоскости.

Устройство позволяет кроме того задавать режим испытания акселерометра 6, при котором производится изменение плоскости отклонения маятника 3 одновременно с заданием, например, угла отклонения.

Для этого необходимо задать с помощью привода 11 медленный разворот вала 9 и связанных с ним через стакан 12 кронштейнов 14 с пневмобашмаками 17 одновременно с подачей электрического сигнала на пьеэотолкатели 15. Контроль изменения угла разворота плоскости отклонения маятника 3 производится с помощью датчика угла

26 и контрольного прибора 27.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа, позволяя существенным образом расширить его эксплуатационные воэможности, эа счет изменения плоскости отклонения маятника с исследуемым акселерометром, в том числе в процессе работы устройства, и одновременного отклонения вокруг двух осей.

Формула, изобретения

Устройстводля воспроизведенияпостоянных и низкочастотных гармонических ускорений, содержащее основание, аэростатическую поворотную опору, состоящую иэ неподвижной части и подвижной части, которая выполнена в виде маятника с платформой для крепления исследуемого акселерометра, два симметрично установленных относительно оси маятника блока, каждый из которых содержит пневмобашмак на упругом шарнире, установленный с зазором относительно платформы, пьезотолкатель, зажатый упругим шарниром в кронштейне между опорным винтом и башмаком, при этом пьезотолкатель одного блока подключен прямо. а другой — через

5 фаэовращатель на выход генератора электрических колебаний, к выходу которого также подключен контрольный прибор, стакан, . ось симметрии которого расположена вертикально, дифференциальный регулировоч10 ный винт, связанный со стаканом через направляющую и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей.-в устройство введены привод, рама, 15 вал, второй фазовращатель, второй генератор электрических колебаний, два контрольных прибора, датчик угла и два дополнительных симметрично установленных относительно оси маятника блока, каж20 дый из которых содержит пневмобашмак на упругом шарнире, установленный с зазором относительно платформы, пьезотолкатель, зажатый упругим шарниром в кронштейне между опорным винтом и башмаком, при

25 этом пьеэотолкатель одного блока подключен прямо, а другой — через второй фазовращатель на выход второго генератора . электрических колебаний,к выходу которого подключен второй контрольный прибор, 30 причем упругие шарниры всех четырех пневмобашмаков и кронштейны связаны со стаканом и лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях и связаны со стаканом, направляющей для которого служит один

35 конец вала, установленный вертикально s раме с возможностью вращения и связанный другим своим концом с приводом, при этом дифференциальный регулировочный винт ввернут в торцевую поверхность вала, 40 датчик угла, установленный по оси вращения, подключен к третьему контрольному прибору, а измерительным прибором является двухкоординатный наклономер.

1818591

Составитель А,Александров

Техред М;Моргентал Корректор Н,Король

Редактор Л.Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул. Гагарина. 101

Заказ 1936 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5