Трехкомгюнентный элекростатический акселерометр

 

Е©KCCIOSHat1 У Пв1то1в ТУ11.. -.„ 4и ифт

ОП И (ii) 429598

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ПАТЕНТА (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 02.02.72 (21) 1744908/18-10 (51) М. Кл. G Olp 15/08 (32) Приоритет 02.02.71 (31) 7103346 (33) Франция

Государственный комитет

Совета 1йиннстров СССР оо делам иеаоретении н открытий (o3) УДК 531.768(088.8) Опубликовано 25.05.74. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 31.10.74 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Ален Бернар и Мишель Гей (Франция) Иностранная фирма

«Оффис Насьональ д Этюд э де Решерш Аэроспасьяль ОНЕРА» (Франция) (71) Заявитель (54) ТРЕХКОМНОНЕНТНЫЙ ЭЛЕКРОСТАТИЧЕСКИЙ

АКСЕЛ ЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны трехкомпонентные электростатические акселерометры, содержащие шар, размещенный в корпусе, снабженном по каждой из осей электростатическим подвесом, образованным дифференциальным электростатическим датчиком положения, полым цилиндрическим электродом и схемой управления.

Для повышения точности измерения предлагаемый акселерометр снабжен вторым электродом, выполненным в виде цилиндрического тела с вогнутым сферическим основанием, установленным соосно внутри первого электрода и отделенным от него электродом датчика положения, при этом торцовые поверхности обоих электродов, обращенные к шару, выполнены по одной сфере и имеют одинаковые площади, а торцовая поверхность электрода датчика положения выполнена также сферической и удалена от внутренней сферы корпуса на большее расстояние, чем другие электроды.

На фиг. 1 изображена пробка-держатель электродов акселерометра, разрез; на фиг.

2 — электростатический подвес шара по вертикальной оси.

Пробка-держатель электродов образована полым металлическим телом 1, ограниченным с одной стороны плоской поверхностью 2, а с другой — — поверхностью в форме сферического кольца 3 сферы, ограничивающей внутренний объем корпуса (на чертеже не показан).

Внутри тела 1 помещен изолирующий диск 4, 5 несущий в своем центре электрод 5 управления оложенпем в форме цилиндрического тела с вогнутым сферическим основанием 6 и с выводом 7, служащим для выполнения соединения. Изолирующий диск снабжен вторым

10 электродом 8 управления положением, концентрическим с первым и имеющим форму полого цилиндра, ограниченного кольцевой сферической поверхностью 9, принадлежащей к той жс сфере, что и сферическое основание 6, 15 и имеющего площадь той же величины. Другая сторона электрода 9 имеет соединение 10.

Изолирующий диск 4 несет также электрод

11 датчика положения, концентрический с обоими первыми, выполненный в форме цилинд20 рического кольца, ограниченного кольцевой сферической поверхностью 12 и снабженного выводом 13 с противоположной стороны.

Во избежании влияния на шар 14 зарядов изолирующего диска 4 тело 1, электроды 5, 8

25 и 11 образуют экран между изолирующим диском и шаром 14.

Все электроды находятся на расстоянии от корпуса пробки-держателя, сферическое кольцо 3 которого ограничивает внутреннюю по80 лость. Это позволяет избежать контакта с ша5

15

3 ром, когда он не находится в обычном рабочем положении, и упростить конструкцию акселерометра благодаря исключению упоров, предусматриваемых внутри корпуса в известных акселерометрах.

В предлагаемом акселерометре электроды 5 и 8 управления положением находятся на расстоянии 1 мм, а электрод 11 датчика поло>кения — на расстоянии 30 мк.

Удаление электродов 5 и 8 от шара 14 позволяет поддерживать в больших пределах температурных изменений постоянный коэффициент чувствительности акселерометра, так как движения шара 14 очень небольшие по сравнению с создаваемым зазором.

Конденсаторы, образованные электродами

11 и шаром 14, шунтированные конденсаторами 15 и 16 переменной емкости, входят в мост, образованный индуктивностями 17 и 18, составленными вторичной обмоткой трансформатора, первичная обмотка 19 которого питается от генератора 20.

Общая точка индуктивностей 17 и 18 соединена с одной стороны с входом усилителя 21, а с другой — с корпусом через настроечный контур, имеющий параллельно включенные переменные конденсатор 22 и индуктивность 23.

Перемещение шара 14 под воздействием измеряемого ускорения, например в направлении, указанном на чертеже стрелкой а, создает сигнал разбаланса, который усиливается усилителем 21 и детектируется синхронным детектором 24. Затем сигнал подается на корректор 25 и направляющую схему 26. С выхода схемы 26 сигнал с уровнем, пропорциональным перемещению шара 14, подается на вход усилителя 27. Последний питает двумя напряжениями равной величины и в проти20

4 вофазе электроды 5 и 8 пробки-держателя 1, которые притягивают шар 14.

При перемещении шара в противоположном направлении схема 26 возбуждает вход усилителя 28, который питает двумя напряжениями равной величины и в противофазе электроды управления положением противоположной пробки.

Результирующая электростатических зарядов, создаваемых обоими концентрическими электродами управления одной и той же пробки, питаемых напряжениями равной величины и в противофазе, равна нулю. Значит любое взаимодействие между зарядами, создаваемыми электродами управления по всем трем осям акселерометра, устраняется.

Предмет изобретения

Трехкомпонентный электростатический акселерометр, содержащий шар, размещенный в корпусе, снабженном по каждой из осей электростатическим подвесом, образованным дифференциальным электростатическим датчиком положения, полым цилиндрическим электродом и схемой управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вторым электродом, выполненным в виде цилиндрического тела с вогнутым сферическим основанием, установленным соосно внутри первого электрода и отделенным от него электродом датчика положения, при этом торцовые поверхности обоих электродов, обращенные к шару; выполнены по одной сфере и имеют одинаковые площади, а торцовая поверхность электрода датчика положения выполнена также сферической и удалена от внутренней сферы корпуса на большее расстояние, чем другие электроды.

429598

Р г1

Корректор В. Брыксина

Редактор Т. Иванова

Заказ 2792/18 Изд. № 915 Тираж 678

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2! !

Составитель В. Жилейкина

Техред Л, Акимова!! I J