Струйный датчик линейных ускорений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТНЗЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистических

Республик («836594 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 160779 (21) 2797639/18-10 с присоединением заявки Hо(23) Приоритет— 51 М („з

G 01 P 15/02

Государствеииий комитет .

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 070681 Бюллетень Н9 21

I . Дата опубликования описания 0 lp 681 (5З) НЖ 531. 768 (088. 8) с.,"

3 .Ф

A.Í.ÀHäðååâ, A.Â.Êoñòðoâ, A ° Ô.CMèðíîâ; И В.В.Соков" :,:,, /

l ,\

/ (72) Авторы изобретения. (71) Заявитель (54) СТРУЙНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ

2!

Изобретение относится к области измерительных средств, в частности струйных датчиков линейных ускорений различных объектов, например летатель- 5 ных аппаратов.

Известен струйный акселерометр, содержащий ксрпус, в котором выпол" нены подводящие каналы (штуцеры), сопла (дроссели) для расхода газа, шар, который, прикрывает сопла и удерживается вытекающими из сопел струями во взвешенном состоянии (1g.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является струйный датчик ускорения, содержащий корпус, полость которого представляет собой измерительную камеру, ограниченную с одной стороны мембраной, перекрывающей отверстие в штуцере, установленном в 20 корпусе и служащим для подвода газа, расположенные в корпусе сопла для расхода газа, цилиндрическую головку, прикрепленную к фланцу корпуса, в которую помещен инерционный пориюнь, жестко связанный с мембраной

f2).

Однако s условиях вращения объекта (летательного аппарата), на котором оии установлены, отличается низкая точность измерения. Это обусловлено их реакцией не только на полезный сигнал, связанный с линейным ускорением объекта, но и на параэитный сигнал, возникающий вследствие проявления центробежных сил, действующих на датчик.

Кроме того, в известных датчиках в случае резкого перепада давления во внешней среде, который может иметь место, например, при спуске объекта в атмосфере с большой скоростью, возникает значительное изменение расхода rasa через расходные сопла независимо от того, что ускорение объекта остается постоянным. Это изменение расхода также приводит к погрешности в показаниях датчика.

Цель изобретения — повышение точности измерений ускорения.

Указанная цель достигается тем, что в центре корпуса, перпендикулярно оси чувствительности датчика, установлены две параллельные перегородки, образующие полость, в которую помещен подпружиненный с двух сторон индикаторный золотник, разделяющий ее на надзолотниковую и подэолотниковую полости, каждая иэ которых сообщается через отверстие с соответст836594 вующей измерительной камерой, образованной в корпусе одной из перегородок и мембраной, а ко второму.флаицу корпуса прикреплена дополнительная цилиндрическая головка с инерционным поршнем, жестко связанным с мембраной, перекрывающей отверстие sifyqep

5 установленного во второй измеритель-, ной камере. На корпусе датчика со стороны расходных сопел установлена стабилизационная камера с регулято- 19 ром давления.

Конструктивная схема предлагаемого датчика приведена на чертеже.

Датчик содержит корпус 1, в котором установлены штуцеры 2 и 3 для подвода газа под давлением Ри и сопла 5

4 и 5 для расхода газа иэ измерительных камер 6 и 7. Мембраны 8 и 9 прикрывают отверстия 10 и 11 в штуцерах

2 и 3. Мембраны 8 и 9 жестко связаны с инерционными поршнями 12 и 13, ко- 20 торые помещены в цилиндрические головки 14 и 15, имеющие дренажные отверстия 16 и 17. Головки 14 и 15 прикреплены к фланцам 18 и 19 корпуса 1.

Внутри корпуса 1 установлены две параллел уые перегородки 20 и 21, об" разующие полость 22, в которую помещен подпружиненный (пружинами 23 и 24) индикаторный золотник 25, разделяющий полость 22 на надэолотниковую 26 и подэолотниковую 27 полости. Полости 26 и 27 сообщаются через отверстия 28 и 29 с измерительными камерами 6 и 7. На корпусе 1 установлена стабилизационная камера 30 с регулятором давления 31. Стабилизационная

35 камера 30 закрывает расходные сопла

4 и 5. Перед началом функционирования датчика, расположенного на объекте, через штуцеры 2 и 3 к отверстиям 10 и 11 подводится под давлением 40

Р„ гаэ., Индикаторный золотник 25 под действием пружин 23 и 24 находится на нулевой отметке. При ускоренном поатупательном движении вдоль оси чувствительности x - -х -инерционные 45 грузы 12 и 13 перемещаются под действием инерционных сил Ри в направлении, обратном направлению ускорения объекта. При этом поршень 12, увлекая мембрану 8, приоткрывает .от- 50 верстие 10 штуцера 2, а поршень 13 через мембрану 9 прикрывает отверстие 11 штуцера 3. Вследствие этого расход газа через отверстие 10 увеличивается, а через отверстие 11 уменьшается, что вызывает увеличение

55 давления в измерительной камере 6 и уменьшение давления в измерительной камере 7. В результате давление газа в надзолотниковой полости 26 увеличится, а и подэолотниковой полости И)

27 уменьшится. Индикаторный золотник

25 переместится вниз. Величина перемещения золотника 25 будет пропорциональна величине ускорения объекта (корпуса 1). 65

GpH изменении направления ускорения объекта на противоположное происходит перемещение инерционных поршней 12 и 13 в обратном направлении, что в конечном счете приводит к перемещению индикаторного золотника 25 вверх. При этом величина перемещения золотника 25 также будет пропорциональна величине ускорения объекта.

При появлении угловой скорости вращения объекта, а следовательно, и корпуса 1 датчика возникают центробежные силы F, которые приводят к разнонаправленному перемещению инерционных поршней 12 и 13. При этом поршни 12 и 13, увлекая мембраны 8 и 9, приоткроют отверстия 10 и 11 штуцеров 2 и 3, вызвав тем самым увеличение расхода газа через отверстия.

В результате давление в измерительных камерах 6 и 7, а следовательно, в надэолотниковой 26 и подзолотниковой 27 полостях повысится на одну и ту же величину. Таким образом, индикаторный золотник 25 не воспримет паразитного сигнала, обусловленного вращением объекта (корпуса 1) в инерционном пространстве.

Независимо от резкого перепада давления во внешней среде стабилизационная камера 30 и регулятор давления 31 обеспечивают расчетное давление на срезе расходных сопел 4 и 5.

Таким.образом, предложенный датчик обеспечивает исключение паразитной составляющей выходного сигнала, вызываемой центробежной силой, которая возникает вследствие вращения объекта.

Формула изобретения

1. Струйный датчик линейных ускорений, содержащий корпус, полость которого представляет собой измерительную камеру, ограниченную с одной стороны мембраной, перекрывающей отверстие в штуцере, установленном в корпусе и служащим для подвода газа, расположенные в корпусе сопла для расхода газа, цилиндрическую головку, прикрепленную к фланцу корпуса, в которую помещен инерционный поршень, жестко связанный с мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в центре корпуса перпендикулярно оси чувствительности датчика установлены две параллельные перегородки, образующие полость, в которую помещен подпружиненный с двух сторон индикаторный золотник, разделяющий ее на надэолотниковую и додзолотниковую полости, каждая иэ которых сообщается через отверстие .с соответствующей измерительной камерой, образованной в корпусе одной иэ перегородок и мембраной, а ко второму фланцу

836594 р ф/ .66"

ku4

Ф

17

Яфжйюм - -—

pggypA9_#_

Составитель Е.Полунина

Редактор О.Филиппова ТехредН. Бабурка Корректор М. Демчик .

Заказ 3108/35 Тираж 907 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. ПРоектнаЯю 4 корпуса прикреплена дополнительная цйлиндрическая головка с инерционным порщием, жестко связанным с мембраной, перекрывающей отверстие штуцера, установленного во второй измерительной камере.

2. Струйный датчик по и. 1, о т— л и ч а в шийся тем, что на корпусе со стороны расходных сопел устаФ новлена стабилизационная камера с регулятором давления. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Залманзон Л.A.éýðîãèäðîäèíàмические методы измерения входных параметров автоматических систем.

М., "Наука", 1973, с. 307-309.

2. Патент CtdA 9 3943776, кл. 73-515, 1976 (прототип).