Датчик ускорений

 

пц 4570 33

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 234761 (22) Заявлено 24.04.72 (21) 1780312/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.01.75. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 05.03.75 (51) М. Кл. G 01р 15/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.768(088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Чернышев (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УСКОРЕНИИ

Изобретение относится к области измерения параметров движения, в частности, к измерителям ускорения.

Известны устройства для измерения ускорения, содержащие вращающееся кольцо с внутренней кольцевой канавкой, в которой расположена инерционная масса сферической формы. В центре кольца размещается устройство для измерения смещений инерционной массы.

Для исключения влияния нестабильности скорости вращения и радиальных биений на точность измерения в устройстве имеется четное число инерционных масс, равномерно расположенных по окружности кольца. Недостатком известных устройств является низкая чувствительность, ограничивающая область измерения малых ускорений.

С целью повышения точности измерения малых ускорений в кольцевой канавке в месте расположения инерционной массы выполнена радиальная выточка; при этом наибольшее расстояние от центра окружности кольцевой канавки до поверхности выточки в пять с половиной раз больше радиуса инерционной массы.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема датчика ускорения, а на фиг. 2 — схема сил, действующих на инерционную массу.

Датчик ускорений (фиг. 1) содержит: жесткое кольцо 1 с кольцевой канавкой 2, в котором выполнены радиальные выточки 3, причем глубина канавки 2 больше глубины выточки 3. В выточках 3 расположены инерционные массы 4 сферической формы. Кольцо 1

5 закрепляется во вращающемся корпусе, состоящем из нижней 5 и верхней 6 половин.

Концентрически с кольцом 1 в корпусе закрепляется предохранительное кольцо 7, препятствующее выходу масс 4 из выточек 3. В ниж10 ней половине корпуса 5 устанавливается устройство 8 измерения смещений масс 4 в выточках 3. В качестве устройства 8 могут использоваться фотоэлектрические автоколлиматоры с передающим устройством 9 для пере15 дачи данных на неподвижное основание 10.

К нижней половине 5 корпуса прикрепляются контактные кольца 11, которые с неподвижными щетками 12 образуют коллектор для подачи напряжения на устройства 8, 9.

20 Работает устройство следующим образом.

При вращении корпуса 5, 6 массы 4 под действием центробежных сил располагаются на дне радиальных выточек 3 на максимальном расстоянии от оси вращения. Если в плос25 кости кольца 1 действует ускорение, то массы

4 совершают периодические колебания в выточках 3, частота которых пропорциональнг скорости вращения кольца 1. При смещении масс 4 из начальных положений на них дейст30 вуют центробежные силы, пропорциональные

457033 смещению, и кориолисовы силы, пропорциональные скорости смещения. При совпадении направлений смещений масс 4 под действием измеряемого ускорения с направлением окружной скорости вращения кольца 1 кориолисовы силы увеличивают смещения масс 4 и чувствительность устройства. Смещения масс

4, величины которых пропорциональны ускорению, измеряются автоколлиматором 8 и с помощью устройства 9 передаются на регистрирующее устройство, расположенное на основании 10.

При определенных соотношениях между размерами кольца, радиальных выточек и инерционных масс увеличение чувствительности обеспечивается практически при любой скорости вращения.

Уравнение движения масс 4 имеет вид (см. фиг. 2):

d v dv — + 2 а — +(К вЂ” Q) а =NW cosset, dta dt где W — измеряемое ускорение, а — угловая скорость вращения кольца, E — коэффициент успокоения, К, N u Q — коэффициенты, определяемые геометрией прибора. Для получения максимальной чувствительности необходимо, чтобы тогда

2": чоР, N

5 где

N= (1

2,5r + d

Полагая v малым и принимая из условий

10 устойчивости положения шара в выточке

d = 0,5r, получим условие максимальной чувствительности в виде:

q+ R =-5 5r

15 и

W =. 11rvu)

20 Предмет изобретения

Датчик ускорений по авт. св. № 234761, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых ускорений, в

25 кольцевой канавке в месте расположения инерционной массы выполнена радиальная выточка, при этом наибольшее расстояние от центра окружности кольцевой канавки до поверхности выточки в пять с половиной раз

ЗО больше радиуса инерционной массы.

457033

Составитель А. Широченский

Редактор Л. Цветкова Техред Т. Курилко Корректор Т. Добровольская

Заказ 509/5 Изд. № 1059 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2