Акселерометр

 

--И- Е нн 504975

ИЗОБРЕТЕН И Я оциалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.01.74 (21) 1987141/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 25.05. 6 (51) М. Кл."- 601Р 15/08

Госуда,":сто..-:аык ком ите.

Совета Мнн. строе CCCf по делам наобретеннй и открытий (53) УДК 531.768(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Зарувинский, Ю. А. Левин и И. Д. Романов (71) Заявитель (54) АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может оыть применено при измерении ускорений.

Известные двукратноинтегрирующие акселерометры, содержащие корпус, подвижную систему с маятником, подвешенную в корпусе на оси, двигатель с маховиком, датчик угла поворота подвижной системы, соединенный через усилитель обратной связи с двигателем (акселерометры Байкова), имеют выходной сигнал, представленный в электрическом виде (например, импульсы вала двигателя).

Иногда возникает необходимость представления выходного сигнала в виде механического угла поворота вала с моментом нагрузки, например, контактной группой. В этом случае использование акселерометра Байкова не представляется возможным.

Предлагаемый акселерометр отличается от известных тем, что двигатель установлен на корпусе, а между осью двигателя и маховиком введена зубчатая пара, причем ось маховика смещена относительно оси подвижной системы.

Это позволяет преобразовать выходной сигнал в механический угол поворота вала с моментом нагрузки.

Для увеличения точности линия зацепления зубчатой пары совмещена с осью подвеса подвижной,системы.

На фпг. 1 показан предлагаемый акселерометр; на фиг. 2 — подвижная система.

Акселерометр содержит маятник 1, рычаг которого подвешен на опорах 2 в корпусе 3.

Маховик 4, стоящий в опорах (например, шарикоподшипниках) на рычаге маятника, приводится во вращение через зубчатое колесо 5 и шестерню 6 электродвигателем 7. На оси электродвигателя установлен механический

1О счетчик 8 с выходной контактной системой его числа оборотов. На маятнике установлен датчик 9 отклонения его от нейтрального положения, сигнал которого, усиленный в усилителе 10, поступает на обмотки электродвигате15 ля. В качестве датчика угла отклонения (положения) маятника могут использоваться также контакты, управляющие питанием электродвигателя, Ось чувствительности перпендикулярна к плоскости чертежа.

20 Акселерометр работает следующим образом. При действии линейного ускорения на рычаге маятника возникает момент (фиг. 2), обусловленный этим ускорением (а), массой маятника и маховика (m) и расстоянием от

25 оси качания маятника и центром масс (1,), М= ml,4, (1) В результате действия этого момента подвижная система (маятник с маховиком) с

30 датчиком отключается. Это вызывает измене504975

25

Ф р му па изобретения

lЪ люгир мю г, — г

Pve 1

ЦНИИПИ Заказ 1045j4 Изд. № 1184 Тираж 1029 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 ния в питании электродвигателя, и ротор стремится изменить свою скорость вращения. Момент, обусловленный действием линейного ускорения и маятниковостью, уравновешивается моментом реакции на маховике

Мр„цц — Р 1 + М,р, — М,.р„(2) где Р— реакция связи маховика с маятником за счет углового ускорения маховика с помощью передачи от двигателя;

l — расстояние от оси качания маятника до оси вращения маховика;

М,р„, — момент трения в опорах маховика (приложенный к маятнику);

М,р, — момент трения в опорах маятникового подвеса, носящий случайный характер.

Из уравнения движения маховика с учетом инерционных сил где Р= Р— окружное усилие на ведомой передаче (шестерне) маховика;

1 — момент инерции маховика; гр — угол поворота маховика;

Р

М,р„— М,р — момент трения в опорах маховика, направленный против его вращения;

t — время.

Приравнивая ура внения (1) и (2) и подставляя в них ура внение (3), получают — а — М, + — М,, (4) Дважды проинтегрировав уравнение (4), определяют

a dt dt — — М, dt dt+ — М„Ж dt (5)

Как видно из выражения (5), первый член уравнения правой части является двойным интегралом по времени линейных ускорений, а второй и третий члены — погрешностями при интегрировании за счет трений в опорах подвеса маятника и маховика. При l=r потери на трение в опорах маховика не .влияют на точность интегрирования и это выражение принимает вид

" Ца.ch ch+ — Цм, ж си (6) Выполнение акселерометра с расстоянием

l=r возможно, так как угловое перемещение маятника при действии максимальных измеряемых ускорений можно выбрать достаточ15 но малым и за счет бокового зазора в передаче заклинивания зубьев не происходит.

Таким образом, трение в самом двигателе и в любом другом механизме, приводимом во вращение этим электродвигателем, не оказы20 вает влияния на точность интегрирования, вследствие того, что оно не участвует в балансе сил и моментов, действующих на маятник.

1. Акселерометр, содержащий подвижную систему с маятником, подвешенную в корпусе

30 на оси, двигатель с маховиком, датчик угла поворота подвижной системы, соединенный через усилитель обратной связи с двигателем, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью преобразования выходного сигнала в механический

35 угол поворота вала с моментом нагрузки, двигатель установлен на корпус, а между осью двигателя и маховиком введена зубчатая пара, причем ось маховика смещена относительно оси подвижной системы.

40 2. Акселерометр по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности, линия зацепления зубчатой пары совмещена с осью подвеса подвижной системы.