Гидростатический дискретный акселерометр
..; „- м -- ) э б<< :.:. т -.; ., „у< " .«Р .в.
Союз Соеетекмз
Соцмалмстмчесииз
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 23. 01. 78 (21) 2571905/18--10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
«Ф
«« 667898 и (5l) М. Кл.
G 01 Р 5, 08
Гащдаратаениьзй ааматет
СССР в делам яэебретеяай я открытей ()публиковано 15. 06. 79, Бюллетень № 22 (53) УДК 531. " (088.8) Дата опубликования описания 15. 06. 79 (72) Авторы изобретения
Д. И. Полков и Т. Н. Борисова (71) Заявитель (54) ГИДРО<"ТАТИЧЕ<.. КИЙ ДИСКРЕТ! 1ЫЙ АК<. ЕЛЕРОМЕТР
Изобретение относится к области измеритель. ной техники и может найти применение в качестве чувствительного элемента навигационных систем, например, в бесллатформенных инерциальных системах летательных аппаратов, Известны гидростатические дискретные аксе- 5 лерометры, содержащие два преобразователя давления, например, выполненных в виде резонаторов с системами возбуждения, и соединяющую их спиральную трубку с однородной жидкостью (1).
Этот акселерометр измеряет угловые ускорения и не чувствителен к линейным ускорениям.
Наиболее близким ло технической сущности к изобретению является акселерометр, в котором спиральная трубка соединяет преобразователи давления и заполнена двумя несмешиваюгдимися и невзанмодействующими жидкостями различной плотности, расположенными в каждом витке в виде двух столбиков (2) ..
Недостаток этих акселерометров связан с тем, что помимо линейных ускорений они измеряют также и угловые ускорения. 11ри этом возникает задача разделения си<палов эгих ускорений. Для компенсации влияния угловых ускорений в канале измерения линейных ускорений люжно использовать два указанных измерителя. В этом случае представляется возможность разделять сигналы линейного ускорения от углового, однако применение слвоенного блока может быть оправдано лишь в тех случаях, когда помимо информации о линейном ускорении требуется также ин<)юрмация об угловом ускорении. В ряде случаев вторая информация не требуется. Применение второго измерителя в таких случаях приведет к излицгнему усложнению измерителя и увеличению его веса. Кроме того, для обеспечения точности измерения необходимо, чтобы оба измерителя характеризовались высокой степенью идентичное и, что обсрлсчить, как правило, затруднительно. Для эффективного использования прибора необхоциь<о также, чтобы диапазоны измерения обоих иэмсрясмых параметров были одинаковыми по ся«им выходным сигналам. На практике это уел«вис нс яссг«а можно выполнить.
Целью изобретения является повьпнсние т<эч«<1сти измерения за счет исключения B:I<< 667898 3 Это достигается тем, что в предлагаемом акселерометре спиральная трубка выполнена в виде секций с правым и левым направлением намотки, при этом однородные по плотности столбики жидкости в соседних секциях расположены в противоположных полувитках. На фиг. 1 показана форма двухсекционной на. мотки спирали н порядок расположения столбиков жидкости в ее витках; на фиг. 2 — форма четырехсекцнонной (с двумя парами секций намотки) и порядок расположения столбиков жид, кости в секциях; на фиг.3 — блок —.схема прибора. Чувствительный элемент (ЧЭ) представляет собой длинную капнллярную трубку 1 (фиг.1), навитую на жесткое основание и залитую компаундом (на фиг, не показаны). Концы капиллярной трубки 1 соединены с выходными каналами датчиков давления, например, гидростатического типа. Капнллярная труб ка заполняется двумя несмешивающимися и ае взаимодействующими жидкостями, например, ртутью и clBlproM, с различными плотностями. ЧЭ вЂ” капиллярная трубка 1 состоит из нескольких (двух, четырех и т. д.) секций спирали с чередующимися правой (против часовой стрелки) и левой (по часовой стрелке ) намотками: так, например, в первой секции спирали левая половинка.каждого витка заполнена ртутью 2, правая — спиртом 3. Во второй соседней секции наоборот: левая часть каждого витка заполнена спиртом 4, правая — ртутью 5. В следующей паре секций смещение столбиков жидкостей аналогичное, но плоскость разде. ла разнородных по плотности жидкостей смеще. на на некоторыи угол. Если количество пар сека ций две, то в этом случае угол составляет 90, если три, то 60 н т. д. Внутри жидкостей создается некоторое начапь. ное давление Рр, обусловленное упругой деформацией трубки, Блок-схема акселерометра включает в себя :ЧЭ 1, механически подключенный к датчикам давления 6 и 7. К датчикам давления электрически подсоединены ходы схем самовозбуждения 8 и 9. Эти входы соединены с двумя входами преобразователя частот 10. На один as выходов пре образователя 10 юступает сигнал, частота которого равна разности частот входных сигналов hf = f> — Фз. Он является выходным сигналом акселеройетра. На другой выход преобразователя 10 поступает сигнал суммы входных частот Kf = f1 Ф f>. Он направлен на одйн иэ двух вхо. дов преобразователя 11. На другой его вход подается сигнал опорной частоты Мр генератора 12. На выходе преобразователя 11 образуется ciiraan " пбстоянного тока, величина которого пропорциональна разности частот 2Фр — 2f> (тр — начальная частота) подается на тепловыделяющнй элемент 13. При воздействии на ЧЭ 1 линейных W и угло- вых E ускорений на концах витков ЧЭ образуется давление. При условии, что линейное ускорение W направлено вниз (как показано на фиг. 1) на левой половине спирали действие давления на правлено от датчика давления 7 в середину спиральной намотки (стрелки P ); в правой половине спирали действие давления направлено от середины к датчику давления 6. То есть суммарное давление в обеих половинах спиральной намотки проявляется синфазно. При условии, что вектор углового ускорения т. направлен вправо (как показано на фиг. 1), в левой половине спирали действия. давления направлено от середины к датчику давленйя 7 (стрелка P ); в правой половине спирали действие давления направлено от середины к датчику давления 6. То есть суммарное действие давления Р от воздействия углового ускорения проявляется противофазно. Если вектор углового ускорения Я будет направлен в противоположную сторону (влево фиг.1), то действие давления P в обеих половинах намотки будет направлено от концов в ее середину 4 ттааккжжее, как и в первом случае, будет противогазным, то есть эти давления будут скомпенсироt даны и сигнал на выходе акселерометра or воздействия угловых ускорений не возникает. Суммарное давление на выходе первого датчика давления будет: Р=Р+ —а,Р 1 0 s. ð: р =-р q И . 2 о 2 На выходе каждого датчика давления будут частота fo, пропорциональная Рр и величина!M пропорциональная величине ЬР. Формула изобретения Гидростатический дискретный акселерометр, содержащий преобразователи давления, соединенные спиральной трубкой; заполненной двумя Но. смешивающнмися и невзаимодействующими жидкостями различной плотности, расположенными в кажем витке s виде двух столбиков, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения влияния угловых ускорений, спиральная трубка выполнена в виде секций с правым и левым направлением намотки, при этом однородные по плотности столбики жидкостй в соседннх секциях расположены в противоположных полувитках. Источники информации, принятые во вниМание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 1f 250550, .кл. 6 01 P 15/08, 1967, 2. Авторское свидетельство СССР N4 281038, кл, 6 01 Р15/10,,1968, 667898 ие. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор С. Хейфиц Заказ 3458/40 Составитель 8 Марховская Техред С. Мигай Корректор А. Гриценко Тираж 1089 Подписное 11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
