Дифференциальный пьезоакселерометр с частотным выходом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ">678429 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200577 (21) 2487590/18-10

G 01 P 15/08 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Государственный, комитет

СССР ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 050879, Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК 5З1.788 (088. 8) .

В.Н. Умников, Д.М. Семко, В. В. Барановский и A.Ï.Ðóäåíêîâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДИффЕРЕНЦИАЛЬНЫй ПЬЕЗОАКСЕЛЕРОМЕТР

С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров движения. и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов.

Известные пьеэоакселерометры содержат инерционное тело, имеющее механические связи с корпусом акселерометра, которые осуществляются .либо непосредственно через силовые элементы конструкции, либо с помощью упругих элементов (пружины, мембраны) (1)

Механические связи инерционного тела с корпусом датчика, как правило, вли- яют на собственную резонансную часто-. ту датчика, на его точность и чувст- 15 вительность. Наиболее близким по технической сущности является пьезоакселерометр, содержащий корпус, инерционное тело, механически связанное с корпусом с помощью упругих мембран, два пьезорезонатора, расположенных по оси чувствительности симметрично по отношению к ийерционному телу и связанных с генераторами, которые подключены к схеме формирования выходного сигнала (21. Этот акселерометр имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что пьеэорезонаторы крепятся к инерционному телу через механически свяэанныеЗО

1 с корпусом мембраны и при работе прибора в реальных условиях со стороны мембран действуют упругие силы, вызывающие динамические погрешности прибора. Кроме того, наличие мембран приводит к ограничению пороговой чувствительности акселерометра,т.е. к появлению статической погрешности прибора.

Целью изобретения является повышение точности пьеэоакселерометра. Поставленная цель достигается тем, что в прибор, содержащий корпус, инерционное тело, относительно которого по оси чувствительности акселерометра расположены пьеэорезонаторы, связанные с генераторами, подключенными к схеме формирования выходного сигнала, введены циклические фиксаторы инерционного тела, установленные герпендикулярно к оси чувствительности прибора, вибродатчики и управляющая тактовая схема, входы которой подклю.чены к выходам вибродатчиков и выходу схемы формирования выходного сигнала, а ее выход подключен и входам фиксаторов и одному иэ входов схемы формирования выходного сигнала.

Введение в состав акселерометра циклических фиксаторов и исключение

6784

Упругих мембран устраняет излишнюю связь инерционной массы с корпусом прибОра на время измерения, уменьшает динамические погрешности прибора и увеличивает его пороговую чувствительность.

На чертеже представлена структур- 5 но-кинематическая схема предлагаемого устройства.

Пьезоакселерометр содержит корпус

1, инерционное тело 2, пьезорезонаторы 3, включенные в схемы двух генераторов 4 с начальным смещением собственных частот, схему 5 формирования выходного сигнала, циклические фиксаторы б инерционного тела, вибродатчики 7, управляющую тактовую схему 8.

Выход схемы формирования выходного сигнала является выходом устройства.

При отсутствии ускорения сигналы генераторов 4 поступают на входы схемы формирования выходного сигнала.

Выходной сиги, начальной разностной 20 частоты поступает в бортовое вычислительное устройство (на чертеже не показано) для обработки информации, а также в управляющую схему 8, i(оторая по сигналам от вибродатчиков 25 .7 и блока выходных сигналов формирует управляющий сигнал, поступающий на входы циклических фиксаторов б.

Фиксаторы циклически освобождают и фиксируют инерционное тело 2. В оче- 30 редном цикле измерения по сигналу от управляющей схемы 8 (при освобожденном инерционном теле) схема 5 форЕ " мирует начальный выходной си гнал в соответствии с начальными значения- 35 мй сигналов генераторов 4.

При .ускорении объекта по оси чувствительности акселерометра при освобожденном фиксаторами инерционном теле 2 один пьезорезонатор испытывает деформацию сжатия, а другой — деформацию растяжения. Соответственно изменяются и частоты генераторов 4.

Это приводит к изменению раэностной частоты выходного сигнала и к изме нению частоты функционирования фиксаторов. управляющая схема 8 вырабатывает сигналы так, что частота работы фиксаторов растет с увеличением ускорения. Изменение частоты функциониро вания фиксаторов учитывается в схеме формирования выходного сигнала 5. В интервалах времени между измерениями (когда инерционное тело зафиксировано) фиксаторы выполняют роль арретиров.

Воэможность изменения частоты фиксации и освобождения инерционного тела в зависимости от условий функционирования сообщает устройству свойство адаптации к этим условиям.

Использование в пьезоакселеромет=-. ре новых элементов и связей уменьшает динамические погрешности и увеличивает его пороговую чувствительность.

Формула изобретения дифференциальный пьеэоакселерометр с частотным выходом, содержащий корпус, инерционное тело, относительно которого по оси чувствитель. ности акселерометра расположены пьезореэонаторы, связанные с генераторами, подключенными к схеме формирования выходного сигнала пьезоакселерометра, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности пьеэоакселерометра, в него введены циклические фиксаторы инерционного тела, установленные перпендикулярно к оси чувствительности..акселерометра, -виб--. "родатчики и управляющая тактовая схема, входы которой подключены к выходам вибродатчиков и выходу схемы формирования выходного сигнала, а ее выход подключен к входам фиксаторов и одному из входов схемы формирования выходного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иориш Ю.И. Виброметрия. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, М., 1963, с. 559-578.

2. Кварцевый датчик ускорения

Ту РЦО. 252,000ТУ. 1973, (НИИ Пьезотехники).

678429 "д ыйжи

Составитель !0.Артемьев

ТехРед N.Келемеш Корректор Г. !(а. а:;

Редактор Л. Тюрина

Заказ 4550/35 Тираж 1090 Подпи "нос.

Ц!!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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