Акселерометр

 

Союз Советских

Социапнстическик

Респубпкк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (ii) 883745 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) м. кл. (22) Заявлено 1311.79 (21) 2840754/18-10 б с присоединением заявки Йо

G 01 P 15/13

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231181. Бюллетень Мо 4 3

Дата опубликования описания 231181 (53) УДК 5 31. 76 8 (088. 8) (72) Автор изобретения

С. А. AHHKHH

3 !

I (71) Заявитель (5 4) .AKCEJIEPONETP

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных ускорений движущихся объектов.

Известен акселерометр с силовым уравновешиванием, содержащий йервичный преобразователь,инерцйонный элемент на упругом подвесе, систему силового уравновешивания и вторичный преобразователь. Подвес акселерометра содержит две упругие направляющие, каждая из которых состоит из трех отдельных пластин, из пластины или инвара с керамическими наконечниками, предназначенными для крепления плас- 15 тин к корпусу акселерометра и к инерционному элементу (lj, Однако наличие упругих направлющих не позволяет повысить чувствителЬ ность приборов, работающих в услови- 20 ях воздействия боковых вибраций,ударов и линейных ускорений, гак как уменьшение осевой жесткости подвеса эа счет уменьшения толщины плоских пластин связано с уменьшением боковой жесткости подвеса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее инерционный элемент на уп- 30 ругом подвесе, преобразователь перемещения инерционного элемента, узел отрицательной жесткости в виде замкнутого магнитопровода с обращенными друг к другу одноименными полюсами и двух постоянных магнитов, обмотки силового уравновешения, демпфирующие обмотки(2).

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет линеаризации силовбй характеристики подвеса.

Поставленная цель достигается тем, что инерционный элемент выполнен в виде кольца из магнитопроводного материала и расположен в зазоре между разноименными полюсами постоянных магнитов соосно кольцевому полюсу магнитопровода.

На чертеже схематично представлен предлагаемый акселерометр.

Магнитная система акселерометра содержит два постоянных магнита 1, соединенных с магнитопроводящими крышками 2 и имеющих на концах долюсные наконечники 3, магнитопровод 4 с кольцеобразным полюсом в середине.

На полюсах наконечниках 3 расположены неподвижные электроды 5 переменных конденсаторов емкостного преобразователя, 8 зазоре между полю", 883745 сами наконечников 3 расположен подвижный элемент б узла отрицательной жесткости, выполненный из магнитопроводящего материала в виде кольца. Элемент 6 жестко соединен с кольцами 7, к которым прикреплены упругие эл енты 8. В средней части 5 элемента 6 размещены подвижные электроды 9 конденсаторов емкостного преобразователя. Вокруг цилиндрических магнитов 1 размещены обмотки 10 силового уравновешивания, обмотки 11 демпфирования и обмотки 12 ЭДС. Элемент б, кольца 7 и подвижные электродьт 9 являются инерционным элементом акселерометра. Упругие элементы

8 обеспечивают перемещение инерцион- 5 ного элемента вдоль оси чувствительности при воздействии на нее вектора измеряемого ускорения.

Силовую характеристику отрицательной жесткости возможно менять в ши- 20 роких пределах, например с увеличением внутреннеro диаметра подвижного диаметра подвижного элемента б уменьшается наклон характеристики и увеличивается ее линейный участок. 25

Акселерометр работает следующим образом.

При нейтральном положении инерционного элемента электрическая схема акселерометра сбалансирована и выходной сигнал равен нулю.

При воздействии измеряемого ускорения а по оси чувствительности акселерометра инерционный элемент смещается, при этом усилие упругих элементов 8 противодействует этому смещению, но при смещении элемента б иэ нейтрального положения возникает усилие притяжения его к одному из полюсов (усилие отрицательной жесткости), которое частично или полностью 40 нейтрализует усилие противодействием упругих элементов б. Наличие отрицательной жесткости обеспечивает увеличение смещения инерционного элемента. Смещение обеспечивает раз- 45 баланс конденсаторов емкостного преобразователя. Сигнал разбаланса усиливается и подается на выход и одновременно на силовую обмотку 10. Взаимодействие полей обмоток 10 с полями постоянных магнитов 1 вызывает перераспределение магнитного потока в зазорах магнитной системы, которое действует на элемент б и создает усилие, возвращающее инерционный элемент в нейтральное положение.

При изменении измеряемого ускорения или при наличии вибрационных ускорений происходит смещение инерционного элемента, которое вызывает перераспределение потоков в магнитной системе. В результате перераспределения потоков в обмотках 12 наводится ЭДС, пропорциональная скорости смещения инерционного элемента, которая через усилитель подается на обмотки 11, поля которых вызывают перераспределение поля магнитной системы. Перераспределение поля воздействует на инерционный элемент и уменьшает его скорость смещения (осуществляет демпфирование) .

Предлагаемый акселерометр позволяет улучшить линейность силовой характеристики подвеса, так как возможность регулировки отрицательной жесткости обеспечивает возможность ее сложения с характеристиками упругих подвесов акселерометров различных диапазонов измерения.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе, преобразователь перемещения инерционного элемента, узел отрицательной жесткостИ в виде замкнутого магнитопровода с обращенными друг к другу одноименными полюсами и двух постоянных магнитов, обмотки силового уравновешивания, демпфирующие обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет линеаризации силовой характеристики подвеса, инерционный элемент выполнен в виде кольца из магнитопроводного материала и расположен в зазоре между разноименными полюсами постоянных магнитов соосно кольцевому полюсу магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3643513, кл. 73-517, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 191378, кл. G 01 L 9/10, 1966 (прототип) .

12

Составитель И. Полунина

Редактор Г.Волкова Техред «1. Рейвес КоррекТор М.Шароши

Закаэ 10213/66 Тираж 910 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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