Акселерометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Реслублик

< >845102 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.08.79 (21) 2807962/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

G 01 P 15/08

Гесударстееииый иемитет

Опубликовано 07;07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 09.07.81 (53) УДК 531.768 (088.8) h0 делам изобретеиий и аткрытий (72) Авторы изобретения

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

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к линейным поплавковым акселерометрам.

Известные конструкции поплавковых акселерометров имеет ограниченный диапазон измерения и малую точность (1), либо обладают погрешностями, обусловленными заполнением жидкостью всей полости между чувствительным элементом и корпусом (2).

Наиболее близким по достигаемым результатам является устройство, содержащее вращающийся полый прозрачный цилиндр, частично заполненный прозрачной жидкостью, чувствительный элемент с постоянным магнитом и продольным отверстием, фотоэлектрический датчик положения, обмотку обратной связи и усилитель, включенный между датчиком положения и обмоткой обратной связи (3).

Его недостатком является наличие жидкости в оптических каналах фотоэлектрического датчика положения, что отрицательно сказывается на работе последнего и ограничивает точность измерения ускорения.

Для повышения точности в предлагаемом акселерометре торцовые части осевого отверстия чувствительного элемента выполнены конически расширяющимися, при этом часть этих поверхностей выполнена зеркальной. а ось ротора снабжена двумя световодами, расположенными параллельно оси вращения ротора. Причем входные торцы световодов расположены в торце оси ротора. а выходные торцы — у зеркальных поверхностей чувствительного элемента.

На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема устройства.

Устройство содержит цилиндрический

10 полый ротор 1, частично заполненный жидкостью 2. Внутри ротора 1 размещен чувствительный элемент 3, имеющий продольное отверстие, через которое проходит ось 4, жестко связанная с ротором 1. Ротор 1 установлен в корпусе на подшипниках 5 и связан одним концом оси 4 с приводным двигателем постоянной скорости 6. У торца противоположного конца оси 4 установлен оптический излучатель 7, а внутри самой оси

4 размещены световоды 8 и 9. Продольное отверстие чувствительного элемента 3 имеет у каждого конца коническое расширение

10, часть поверхности которого 11 выполнена зеркальной. Угол при вершине конического расширения составляет 90 .

845102 сут в себе информацию о величине и направлении измеряемого ускорения. Исключение жидкости из оптического канала фотоэлектрического датчика положения за счет данной конструкции чувствительного элемента ь- и сосуда позволяет повысить точность измерения линейных ускорений. При этом улучшается чувствительность фотопреобразователя, а в конструкции акселерометра может быть использована жидкость без учета ее оптических характеристик. ! о

Формула изобретения

Кроме этого, устройство включает фото приемники 12 и 13, установленные в корпу се у торцов сосуда 1; указатель-преобразо ватель 14 сигнала с фотоприемником; сило вые обмотки 15 и 16 магнитоэлектрического исполнительного элемента;.постоянный кол цевой магнит 17, установленный на чувст вительном элементе 3 и являющийся элемен том обратной связи; торцовые крышки 18 ротора 1, выполненные прозрачными для по тока излучения оптического излучателя 7

Акселерометр работает следующим обра зом.

Ротор 1 с помощью двигателя 6 приводится в равномерное вращение. В результате жидкость 2, частично заполняющая ротор 1, отбрасывается к периферийной части полости и происходит взвешивание чувствительного элемента 3. При этом часть чувствительного элемента 3 находится в жидкости 2, а часть — в газовой среде.

В исходном положении при отсутствии ускорения чувствительный элемент 3 занимает такое положение относительно силовых обмоток 15 и 16 магнитоэлектрического исполнительного элемента, при котором от зеркальных поверхностей 1! чувствительного элемента 3 на фотоприемники 12 и 13 подают равные потоки излучения, вследствие чего силовые обмотки 15 и 16 оказываются обесточенными. При наличии линейного ускорения, вектор которого коллинеарен оси вращения, чувствительный элемент 3 будет смещаться вдоль этой оси. В результате световые потоки от оптического излучателя 7, -проходящие по световодам 8 и 9 и падающие на поверхность конического расширения 10, будут в неодинаковой мере попадать на зеркальную поверхность 11, а следовательно, и на фотоприемники 12 и !3. В результате на выходе усилителя-преобразователя

14 появится сигнал, а по силовым обмоткам

l5 и 16, включенным последовательно и встречно, будет протекать электрический ток.

При протекании электрического тока по силовым обмоткам 15 и 16 и его взаимодействии с магнитным полем постоянного кольцевого магнита 17 возникает магнитоэлектрическая сила, стремящаяся возвратить чувствительный элемент 3 в исходное состояние.

Величина и направление тока в обмотках неАкселерометр, содержащий установленный в корпусе на подшипниках полый цилиндрический ротор, частично заполненный жидкостью, чувствительный элемент с продольным осевым отверстием внутри, снабженный кольцевым постоянным магнитом, приводной двигатель, связанный с осью ро20 тора, фотоэлектрический датчик положения, подсоединенный ко входу усилителя, и обмотки магнитоэлектрического исполнительного элемента, подключенные к выходу усилителя и охватывающие ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения ускорения путем удаления жидкости из оптического канала датчика положения, торцовые части осевого отверстия чувствительного элемента выполнены конически расширяющимися, при этом часть этих зр поверхностей выполнена зеркальной, а ось ротора снабжена двумя световодами, расположенными параллельно оси вращения ротора, причем входные торцы световодов расположены в торце оси, ротора, а выходные торцы — у зеркальных поверхностей чувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Горенштейн И. А. и Шульман И. А.

4О Инерциальные навигационные системы. М., «Машиностроение», 1970, с. 117 — 120.

2. Патент США М 3550457, кл. 73-503, опублик. 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

Хо 637677, кл. G 01 P 15/08, 1976 (прототип).

845102

Редактор О. Филиппова

Заказ 4138/3

Составитель К. Лукомский

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 1 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4