Двухкомпонентный акселерометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п 502334

Сова Советокии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.05.74 (21) 2028447/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.76. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.04.76 (51) М, Кл. б 01Р 15,, 08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам и1обретений и открытий (53) УДК 531.768(088.8) (72) Автор изобретения

В. С. Моисейченко

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ДВУХКОМПОНЕНТНЫИ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении одновременно двух линейных ускорений или одного линейного и одного углового.

Известные двухкомпонентные акселерометры, содержащие две подвижные обмотки, подвешенные на упругом подвесе и расположенные в зазоре магнитной системы, два датчика перемещения и цепи обратной связи, не позволяют получить одновременно информацию о линейном и угловом ускорении.

Предложенный двухкомпонентный акселерометр отличается от известных тем, что обмотки намотаны на общем каркасе таким образом, что их активные части взаимно перпендикулярны, одна из них выполнена зигзагообразной. Магнитопровод выполнен и-полюсным с радиальным полем, причем упругий подвес состоит из двух крестообразных растяжек, закрепленных в центре магнитопровода с одного конца и на каркасе обмоток с другого.

Благодаря такой конструкции акселерометра получают информацию о линейном и угчовом ускорении одновременно и независимо одну от другой, На чертеже показан предложенный двухкомпонентный акселерометр, разрезы по А—

А и Б — Б.

Подвижная часть акселерометра выполнена в виде тонкого алюминиевого цилиндрического каркаса 1 (толщиной порядка 0,3—

0,4 мм) с круговой обмоткой 2, на которую

5 наклеена на изоляционной подложке, например, из папиросной бумаги однослойная зигзагообразная обмотка 3 (см. развертку обмотки на чертеже). Выводы от катушек представляют собой токоподводы малой жестко10 сти — свободно подпаянные растяжки сечением порядка 0,2)(0,02 мма, пропускающие ток до 30 — 50 ма. Для жесткости края цилиндрического каркаса имеют ободки толщиной порядка 1,5 мм и высотой порядка 4 мм, в которые запрессовываются латунные стойки 4. К ним с небольшим натяжением подпаиваются растяжки 5, которые располагают взаимно перпендикулярно и запаивают в проточках латунной колонки 6 диаметром около

25 2 мм. Колонка 6 запрессована в магнитопровод 7 из армко с выфрезированными восьмью полюсами и двумя взаимно перпендикулярными канавками с обеих сторон, в которых свободно размещены растяжки.

25 Магнитная система состоит из двух идентичных половин, содержащих кожух — магнитопровод с восемью полюсами, в днище которого по центру впаяны постоянные магниты

9. Магнитопровод 8 садится на магниты 9, ЗО центрируется и плотно обжимается ими с по502334 мощью четырех винтов 10. Датчиком линейных перемещений служит катушка 11 вихретокового датчика, устанавливаемая на магнитопроводе 8 над торцом каркаса. Для преобразования угловых перемещений в электрический сигнал служит вторая катушка 12 вихретокового датчика перемещений, устанавливаемая вблизи латунной стойки.

Чувствительность вихретоковых преобразователей линейных перемещений с учетом каскада усиления, например, на интегральной схеме УТ221 выбирается порядка 0,04 в/мкм, угловых перемещений 600 в/рад.

Выполнение упругого подвеса в виде системы двух звездообразно закрепленных растяжек-нитей круглого или квадратного сечения (например, из берилиевой бронзы) обеспечивает две степени свободы вдоль оси, перпендикулярной плоскости растяжек, и вокруг этой оси. Линейная жесткость подвеса зависит от начального натяга, диаметра каркаса, момента сопротивления растяжек.

Угловая жесткость в значительной степени зависит от длины пропайки в середине растяжки, которую для снижения жесткости следует по возможности уменьшить.

Акселерометр работает следующим образом. При действии линейных ускорений вдоль оси Х на массу подвижной части действует импульсная сила, которая вызывает перемещение подвижной части, преобразуемое вихретоковым датчиком с усилителем обратной связи в электрический ток, поступающий в катушку 2 и создающий компенсирующее усилие для линейных ускорений.

При действии угловых ускорений вокруг

5 оси Х (или линейных ускорений, перпендикулярных оси Х, при специально разбалансированной грузом-маятником подвижной части) возникает вращающий момент, Вращающий момент вызывает поворот подвижной части и

10 смещение стойки. Поворот преобразуется вихретоковым преобразователем угловых перемещений в электрический ток, поступающий в катушку 3 обратной связи и создающий компенсирующий момент для угловых ускорений.

Формула изобретения

Двухкомпонентный акселерометр, содержащий две подвижные обмотки, подвешенные

20 на упругом подвесе и расположенные в зазоре магнитной системы, два датчика перемещения и цепи обратной связи, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью получения информации об угловом ускорении, обмотки намо25 таны на общем каркасе так, что их активные части взаимно перпендикулярны, одна из них выполнена зигзагообразной, а магнитопровод — n-полюсным с радиальным полем, причем упругий подвес выполнен в виде пары

30 крестообразных растяжек, прикрепленных в центре магнитопровода, а по периферии — к каркасу обмоток.

502334

Составитель P. Александров

Редактор Т. Орловская Техред М, Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 723/13 Изд. № 250 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2