Устройство для измерения ускорения

 

Союз Советских

Социалистических

Рвспублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЗЗЛЬС1ЗУ

{u>815637 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230579 (21) 2768522/18-10 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81., Ьюлл®тань W 11

Дата опубликования описания 250381 (g К,й 3

6 01 Р 15/00

Государственный комитет

СССР но ямам изобретений и открытий

Ю) УДК 531. 768 (088. 8) Ю. И. Иориш, В.A. Клочко, Д.A. Греческий и С.A. Бручеев (72) Авторы изобретения (7 t ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ

Устройство относится к измерительной технике, а именно к области измерения ускорения с использованием инерционных свойств газоразрядной плазмы, вызывающих смещение контрагированного разряда от оси, пропорционально действующему ускорению.

Известны устройства для измерения ускорения, содержащие специализированную газоразрядную трубку (инплатрон) с неподвижными электродами, заполненную инертными газами или их смесями под давлением порядка атмосферного. Загорающийся в инплатроне разряд, при токах порядка единиц милиампера, имеет форму тонкого шнура; выгибающегося в сторону действия ускорения, если оно приложено поперек оси разряда. Для съема электрического сигнала, пропорционального смещению шнура используется пара поперечных электродов-зондов (11 .

Недостатком такого устройства является загрязненность полезного сигнала помехами и шумами плазмы, воспринимаемыми зондами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее газоразрядную лампу с - З0 электродами, подключенными к источнику напряжения, и блок съема сигнала с дифференциальным фотоприемником, выход которого через усилитель соединен с измерительным прибором.

Устройство с таким оптическим съемом сигнала действует достаточно надежно. Его преимуществом перед электрическим съемом при помощи зондов является интегральное восприятие сигнала со всей светящейся поверхности рабочего участка шнура, сглаживающее помехи и шумы, характерные для газового разряда (2) .

Недостаток этого устройства состоит в том, что при пространственном характере вектора ускорения, составляющая, перпендикулярная рабочей оси, тоже смещает разряд. И хотя это смещение происходит в нерабочем направлении, все-таки возникает погрешность из-за расфокусировки, вос- принимаемой как изменение чувствительности устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что блок съема сигнала выполнен в виде волоконных световодов, входные торцы которых размещены в параллель815637 ных плоскостях по разные стороны и на равных расстояниях от оси газораэрядной лампы, а выходные торцы сведены вместе и обращены к светочувствительной поверхности дифференциального фотоприемника.

На чертеже изображена принципиаль;ная схема устройства.

В баллоне 1 инплатрона контрагированный разряд 2 горит между электродами 3, утопленными в фиксирующие патрубки 4. Источник 5 постоянного или переменного напряжения включают в цепь с балластным сопротивлением б.

Вдоль оси Х, по разные стороны разряда, расположены входные торцы А и A двух волоконных световодов 7 5 и 7, а их выходные торцы В и В сведены вместе и направлены к дифференциальному фотоприемнику 8 с усилителем 9 и измерительным прибором 10.

Выходные торцы световодов распре- 2Q делены относительно оси чувствительности дифференциального фотоприемника равномерно, так что в отсутствие смещения разряда от осевой линии, все излучение, воспринимаемое световодами, распределяясь по поверхности фотоприемника, не вызывает полезного сигнала, и прибор 10 может быть выставлен на нулевую отметку.

Баллон 1 инплатрона соединяется жестко с арматурой (на чертеже не показан) для установки на объекте измерения, движущегося с ускорением

Р, составляющая которого Ч„ вдоль оси Х подлежит измерению.

Эта составляющая вызывает смещение разряда вдоль оси Х, так что световой поток, воспринимаемый световодами перераспределяется и, в пределах линейности устройства, прибор 10 дает отклонение, пропорциональное Ы„ . 40

Если одновременно с Ч„ имеется составляющая Ч Ф О, то разряд смещается не только по Х, но и по Е. При этом, когда разряд приближается к од ному ряду волокон, например световода 7, и воспринимаемый ими световой поток усиливается, то световой поток через волокна световода 7 ослабляется. Поэтому, если в компромиссе с уменьшением чувствительности, поперечник баллона достаточно превосходит возможные смещения разряда, то, с соответствующей степенью точности, общий поток попадающий в фотоприемник, остается неизменным и, таким образом, паразитическое действие составляющей

W исключается.

Составляющая И„, направленная вдоль оси разряда, в первом приближении погрешности не вызывает.

Устройство может быть оснащено д второй такой же парой световодов, расположенных в плоскостях, перпендикулярных первой паре для незаэисимого измерения составляющей Я, по отношению к которой паразитическим, подлежащим устранению, является действие составляющей Ч„ . При этом возможно использование второго дифференциального фотоприемника, аналогичного первому, или одного общего фотоприемника, светочувствительная поверхность которого разделена на четыре сектора.

Выходной сигнал может быть усилен при уплотнении выходных торцов волокнистых световодов и их расположении вдоль оси разграничительного диаметра окна дифференциального фотоприемника.

При наличии у Фотоприемника дополнительного управляющего электрода возможна амплитудная модуляция выходного сигнала на частоте подводимого напряжения.

В результате внедрения устройства обеспечивается возможность более точного измерения контролируемой пространственной компоненты ускорения, с устранением паразитического действия других неизмеряемых компонент, что ведет к общему повышению точностных показателей аппаратуры, предназначенной для измерения параметров движения объектов в различных отраслях техники, в частности, для целей вибродиагностики функционирования механизмов.

Формула изобретения

Устройство для измерения ускорения, содержащее газоразрядную лампу с электродами, подключенными к источнику напряжения, и блок съема сигнала с дифференциальным .фотоприемником, выход которого через усилитель соединен с измерительным прибором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, блок съема сигнала выполнен в виде волоконных световодов, входные торцы которых размещены в параллельных плоскостях по разные стороны и на равных расстояниях от оси газораэрядной лампы, а выходные торцы сведены вместе и обращены к светочувствительной поверхности дифференциального фотоприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 492814, кл. G 01 Р 15/08, 18.04.74.

2. Авторское свидетельство СССР

М 535511, кл. G 01 P 15/00, 04.10.74 (прототип).

815637

Составитель И. Полунина

Редактор A. Шишкина Техред Е.Гаврнлешко Корректор И. Вигула

С

Заказ 1027/74

Тираж 907 Подииское

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная, 4