Акселерометр

 

<>502335

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеа Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.06.74 (21) 2035180/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.76. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 13.07.76 (51) М.Кл. G 01 P 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 531.768 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Сальников, И. К. Кучеров и Б. Г. Ткачев (71) Заявитель (54) АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится .к измерительной технике и может быть применено при измерении ускорений.

Известные акселерометры, содержащие инерционную массу, закрепленную на консольной пружине, и датчик перемещения .массы, имеют невысокую чувствительность.

Предложенный акселерометр отличается от известных тем, что он снабжен приводом постоянного вращения консольной пружины вместе с датчиком перемещения массы вокруг оси консольной пружины и редуктором, передаточное отношение которого выбрано в соответствии с упругостью пружины. В результате увеличивается чувствительность акселерометра за счет введения колебательного движения массы.

На чертеже показан предложенный акселерометр.

Чувствительным элементом акселерометра является каркас 1, подвешенный в подшипниковой опоре 2, в основании которого вдоль оси вращения каркаса консольно закреплена жесткая пластинчатая пружина 8. На свободном конце пружины расположена инерционная масса 4, создающая маятниковость и одновременно являющаяся ротором датчика угла 5, подвод электропитания к которому и съем сигнала осуществляется посредством щеток б, коллекторных колец 7 и колодок 8.

Элементы 1, 8, 4, 5 составляют подвижную часть прибора, которая приводится во вращение со скоростью а синхронным двигателем 9 через редуктор 10. Свободный конец пружины вместе с инерционной массой может отклоняться от положения равновесия (от оси вращения каркаса) под действием инерционных сил, вызванных ускоренным движением корпуса прибора. Съем информации о колебаниях пружины осуществляется с помощью датчика угла 5, Рабочий режим акселерометра заключается в следующем.

Консольно закрепленная пружина вместе с инерционной массой имеет некоторую собственную частоту колебаний (гц), равную скорости вращения (об/сек). Прямая, пластинчатая, консольно закрепленная в основании пружина, приводимая во вращение двигателем вокруг оси ее минимального момента инерции (вокруг оси, расположенной вдоль пластинчатой пружины) с частотой, равной частоте собственных колебаний пружины v, подставляет влиянию внешнего (измеряемого) ускорения то лицевую, то обратную плоскую поверхность. Тогда свободный конец пружины с закрепленной на нем инерционной массой под действием зназо копеременной силы F:

502335

F=m j sin t, та.к как со = 2л/, 15 где m — инерционная масса, / — кажущееся ускорение, о — круговая частота вращения (радикал/сек), обусловленной измеряемым внешним ускорением j, раскачивается с частотой, равной частоте собственных колебаний пружины, где с — жесткость пружины, f — частота вращения в об/сек.

Наступает явление резонанса.

Работа акселерометра в режиме резонансных колебаний чувствительного элемента резко повышает его чувствительность, так как, действуя незначительными внешними силами, обусловленными измеряемым ускорением, можно получить большой выходной сигнал.

Амплитуда колебаний может быть достаточно большой, но не беспредельной, поскольку частота собственных колебаний пружины изменяется в отклоненном положении за счет действия центробежных сил. Силы вязкого трения пружины о воздух (силы дем пфирования) также препятствуют отклонению пружины.

10 Для повышения чувствительности прибора воздух из полости чувствительного элемента может быть удален.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий инерционную массу, укрепленную на консольной пружине, и датчик перемещения массы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, он снабжен приводом постоянного вращения консольной пружины вместе с датчиком перемещения массы вокруг оси консольной пружины и редуктором, передаточное отношение которого выбрано в соответствии с упругостью пружины.

502335

Составитель Р. Александров

Техред М. Семенов Корректор И. Симкцна

Редактор Т. Орловская

Заказ 560/858 Изд. № 252 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобоетений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»