Акселерометр

 

1 Ц УЗ! 382

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2614323/18-10 с присоединением заявки № (51) Я Кч з

6 01Р 15/08 (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 ! (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (53) УДК 531.768 (088.8) ао делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. А. Абрамов и П. В. Яковлев (71) Заявитель (54) АКСЕЛЕРОМЕТР

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, для измерения линейных ускорений.

В акселерометрах (1), содержащих ротор с жидкостью, частично его заполняющей, приводной двигатель и оптико-электронную систему съема информации, существенным недостатком является зависимость выходного сигнала от температуры и величины бокового ускорения.

Известны акселерометры (2, 3), содержащие сосуд, частично заполненный жидкостью, двигатель и емкостную систему съема информации. Однако, несмотря на устранение погрешности, связанной с наличиev бокового ускорения, точность таких акселерометров, обусловленная в основном точностью емкостной системы съема ин формации, сравнительно низка. Это объясняется нестабильностью характеристик емкостной системы.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение — акселерометр (4), содержащий полый цилиндрический корпус, заполненный жидкостью и связанный с приводом постоянной скорости, и фотоэлектрическую систему измерения положения жидкости с источником света и фотоприемниками. Однако точность такого акселерометра ограничена температурной и механической погрешностями и погрешностью нелинейности.

Цель изобретения — повышение точности измерения ускорений.

Поставленная цель достигается тем, что акселерометр снабжен световыми излучателяMè, установленными на боковой поверхности корпуса вдоль одной образую10 щей и связаннымп электрически и оптически соответственно с двумя дополнительно введенными группами фотоприемников, причем в каждой из групп фотоприемники установлены по окружности через 360%Ч, 15 где N — количество фотоприемников, плоскость которой нормальна образующей корпуса.

Кроме того, группы фотоприемников пространственно сдвинуты одна относительно

20 другой на 180 . Фотоприемники в каждой из двух групп включсны параллельно и согласно, а группы соединены по дпфференциа IbH0й cxåме.

На фиг. 1 представлена схема акселеро25 метра; на фиг. 2 и 3 — схемы включения фотоприемников и светодиодов.

Акселерометр содержит цилиндрический сосуд 1, установленный в подшипнпковых узлах, внутри которого находится непро30 зрачная жидкость 2, частично заполняю731382 щая его. Сосуд 1 приводится в равномерное вращение двигателем 3. Внутри сосуда на растяжках 4 установлены фотоприемники 5, которые служат для измерения площадей сечений жидкости в торцах сосуда. 5

Вдоль одной образующей сосуда 1 расположены светодиоды 6, электрически связанные с фотоприемниками 5 (фиг. 3). В торцах сосуда установлены линзы 7 и источники 8 света, причем фотоприемники 5 на- 10 ходятся в фокусах линз 7.

Для бесконтактного съема сигнала с вращающегося сосуда служат светодиоды b u две группы по N фотоприемников 9 и 10.

Фотоприемники в каждой группе установ- 5 лены по кругу, плоскость которого проходит через соответствующий светодиод 6, через 360 /N (фиг. 2). Фотоприемники в каждой группе соединены параллельно, а группы между собой включены по диффс- 20 ренциальной схеме (фиг. 3). Нагрузкой высших фотоприемников служит резистор 11.

Акселерометр работает следующим обра" зом.

При вращении сосуда с постоянной угловой скоростью и наличии вектора ускорения свободная поверхность жидкости 2 принимает форму параболоида вращения. Г1ри этом площади сечений жидкости в торцах сосуда равны соответственно 1=К/+S; (1) а = — O + о (2) „ где К, So — некоторые постоянные коэффициенты, не зависящие соответственно и зависящие от количества жидкости 2 в сосуде 1.

Для определения площадей S> и S> слу- 40 жит фотоэлектрический датчик, в который входят источники 8 света, линзы 7 и фотоприемники 5. Датчик выполнен симметричным. Световые потоки от источников 8 света, через линзы 7 и диафрагмы, образован- 45 ные вращающейся непрозрачной жидкостью 2, попадают на фотоприемники 5. B результате на выходе светодиодов 6 появляется непрерывный световой сигнал, пропорциональный площади соответствующей 50 диафрагмы, т. е. S и $>. Световой сигнал с выхода, например, светодиода 6 первой группы, попадая поочередно на группу из

N фотоприемников, за один оборот сосуда возбу кдает в них импульсы тока, количество которых равно количеству фотоприемников в группе. 1ак как одна группа фотоприемников пространственно сдвинута относительно другой на 180"/N, то импульсы тока, снив;аемые с выходов фотоприемников второи группы, будут электрически сдвинуты на такой же угол относительно импульсов тока первой группы.

В результате на резисторе 11 при протекании импульсов тока за один период вращения сосуда имеет место падение напряжения, пропорционально величине линейного ускорения /.

Формула изобретения

1. Акселерометр, содержащий полый цилиндрический корпус, заполненный жидкостью и связанный с приводом постоянной скорости, и фотоэлектрическую систему измерения положения жидкости с источником света и фотоприемниками, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения ускорения, он снабжен световыми излучателями, установленными на боковой поверхности корпуса вдоль одной образующей и связанными электрически и оптически соответственно с двумя дополнительно введенными группами фотоприемников, причем в каждой из групп фотоприемники установлены по окружности через

360 /N, где N — количество фотоприемников, плоскость которой нормальна образующей корпуса.

2. Лкселерометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что группы фотоприемников пространственно сдвинуты одна относительно другой на 180 /N в плоскости, нормальной образующей корпуса.

3. Лксслерометр по п. 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что фотоприемники в каждой из двух групп включены параллельно и согласно, а группы соединены по дифференциальной схеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 415583, кл. G 01P 15/08, 25.07.72.

2. Авторское свидетельство СССР № 458664, кл. G 01P 15/08, 14.05.73.

3. Лвторское свидетельство СССР № 475557, кл. G 01Р 15/08, 13.06.73.

4. Авторское свидетельство СССР № 479034, кл. G 01Р 15/08, 25.04.73.

1

L /

1 е !

cue. З

Составитель Н. Мараховская

Редактор Т. Рыбалова Техред А. Камышннкова Корректор О. Данишева

Заказ 538/12 Изд. № 270 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2