Устройство для измерения ускорения

 

Союз Советсиик

Социапнстичасжнк

Республик

<"> 678425

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Г (51)М. Кп.2 (22) Заявлено 21-1075 (21) 2182811/18-10 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

G 01 P 15 02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий

Onубликоваио 050879 Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК 531. 768 (088. 8) / (72) Авторы

Е.С.Левшина, В.И.Лобан и В.С.Моисейченко изобретения (71) ЗаяВИтеЛЬ Ленинградский политехнический институт им. М,И. Калинина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ УСКОРЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейного ускорения.

В настоящее время подавляющее большинство акселерометров строится по принципу преобразования ускорения в смещение инерционной массы и измерения ее смещения относительно положения равновесия. В качестве дополнительных элементов используются демпферы и подвесы инерционной массы.

Инерционной массой могут служить как жидкие, так и твердые тела (11. Известные конструкции линейных акселерометров для получения сигнала в циФровой Форме требуют использования сложных электронных дискретных элементов. Известен угловой акселерометр, преобразующий ускорение во временной интервал ElpocTHMH средствами.

Он состоит из чувствительной к угловым ускорениям кольцевой капиллярной трубки, расположенной в плоскости перпендикулярной к оси чувствительности, и кольцевой трубки, нечувствительной к измеряемому ускорению, рас положенной в плоскости оси чувствительности, заполненной ртутью, магнитогидродинамического преобразователя (МГД) и электромагнитного клапана L 2 3. Клапан содержит плунжер, при перемещении которого трубки либо соединяются между собой двумя каналами, либо одна трубка замыкается диаметральной проточкой, а вторая перекрывается плунжером, Плунжер совершает возвратно-поступательные перемещения под действием напряже ния, подключаемого к катушкам. Однако такой акселерометр предназначен только для измерения угловых ускорений и нечувствителен к линейным ускорениям.

Целью изобретения является создание акселерометра для измерения линейных ускорений. С этой целью предлагаемое устройство для измерения ускорения содержит систему капиллярных трубок, выполненных в виде трех параллельно расположенных трубок, концы которых соединены перемычками, причем две крайние — заполнены столбиками ртути одинаковой длины, средняя и соединительные грубки заполнены жидкостью меньшей плотности, а на одной из трубок с ртутью размещены электрокснтакты датчика г1еремещения, электромагнитйый клапан с плункером, r диаметральным и р.зила ьно- осевым

67842 каналами, срецство возврата ртути в исходное положение, средство управления, вход которого соединен с электроконтактами, а выход — с катушками электромагнитного клапана, и источник стабилизированного тока °

На чертеже представлено устройство для измерения ускорения °

Устройство содержит три капиллярные трубки, концы котбрых соединены г две боковые трубки 1 заполнены ртутью одинаковой длины, а средняя 2 10 и соединительные 3 — заполнены жидкостью с малой плотностью. В месте соединения средней и соединительной трубок установлен плунжер 4 электромагнитного клапана с катушкой 5, Плунжер имеет два проточных канала диаметральный 6 и радиально-осевой

7. В стенку трубки 1 вмонтированы контактные электроды 8 датчика перемещения ртути и токовые электроды 9 системы управления и средство 10 возврата ртути в исходное положение, выполненное в данном случае при помощи МГД. Кроме того, имеется система 11 управления, осуществляющая включение-выключение катушки 5 электромагнита и содержащая источник стабилизированного тока.

В исходном состоянии плунжер находится в крайнем верхнем положении, так что канал б соединяет между собой трубки .1 со ртутью, образующие вместе с соединительными трубками 3 замкнутый канал. Средняя трубка 2 перекрыта плунжером 4. В этом положении при одинаковой длине столбиков ртути в трубках 1 создаваемые при действии ускорения X" давления в трубке 1 взаимно компенсируются, и жидкость в канале не перемещается.

По сигналу системы 11 управления 40 включается стабилизатор тока, и ток протскает по электродам 9 через ртуть в трубках 1. При этом создается давление. Под действием давления ртуть перемещается и замыкает контакт-45 ный электрод 8. При этом система управления отключает источник 11 стабилизированного тока, запитывает катушку 5 электромагнита и запускает формирователь времени t ; плунжер 4 перебрасывается в крайнее нижнее положение, соединяя через канал б правую трубку 1 с трубкой 2, образуя замкнутый канал. Левая трубка оказывается отключенной от этого канала. Вследствие разностей плотности ртути и жидкости в трубке 2, под действием ускорения в канале создается давление. Под действием давления ртуть в Канале перемещается в обратную сторону в течение времени 60

По истечении времени t схема управления обесточивает катушку 5 и отключает стабилизатор тока от

5 4 электродов 9. Плунжер 4 перебрасывается в исходное (крайнее верхнее) положение, включается МГД-преобразователь, создающий давление ч канале, и отключается воздействие ускорений на канал. Под действием ускорения осуществляется обратный расход жидкости, в течение времени t до момента замыкания ртутью контакта 8.

Таким образом, включение н выключение измеряемого ускорения

I т.е, коммутация линейного ускорения, производимая в предлагаемом устройстве, позволяет осуществлять режим двухтактного интегрирования с .преобразованием линейных ускорений во временной интервал.

Применение режима двухтактного: интегрирования позволяет значительно повысить помехозащищенность, повысить линейность интегрирования, исключить зависимость результата измерения от гидравлического сопротивления каналов с жидкостью, а также исключить операцию деления интервалов времени (кодов) и связанную с ней гогрешность, что в совокупности значительно повышает точность измерения линейных ускорений.

Формула изобретения устройство для измерения ускорения, содержащее систему капиллярных трубок с ртутью, электромагнитный клапан с плунжером, средство возврата ртути в исходное положение, электроконтакты датчика перемещения, средство управления, вход которого соединен с электроконтактами, а выход с катушками электромагнитного клапана, и источник стабилизированного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности измерения линейного ускорения, система капиллярных трубок выполнена в виде трех параллельно расположенных трубок, концы которых соединены перемычками, при этом в месте соединения одной из перемычек с центральной трубкой расположен плунжер с диаметральным и радиальноосевым каналами; две крайние иэ параллельных трубок заполнены, столбиками ртути одинаковой длины, средняя и соединительные трубки заполнены жидкостью меньшей плотности, а электроконтакты датчика перемещейия размещейы на одной из трубок с ртутью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Туричин A.Ì. Электрические измерения неэлектрических величин..

М.-Л., Энергия, 1966, с. 605-608.

2 . Авторское свидетельство

9523357, кл. G 01 P 15/02, 1974.

676425

Составитель В.Малютин

ТЕхред Л.Алферова Корректор R.Сининкая

Редактор Л.Тюрина

Филиал ППП Патент, r.Óæropîä, ул.Проектная,4

Заказ 4550/35 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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