АКСЕЛЕРОМЕТР КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА Российский патент 1995 года по МПК G01P15/13 G01P15/08 

Изобретение относится к точному приборостроению, а также к приборостроению, связанному с разработкой и изготовлением акселерометров, датчиков угловой скорости компенсационного типа.

Известны схемы построения акселерометров компенсационного типа, которые включают в себя воспринимающий элемент, преобразователь перемещений, усилитель-преобразователь, магнитоэлектрический преобразователь. В таких акселерометрах, а особенно в акселерометрах с опорами вязкого трения, коэффициент демпфирования при изменении температуры изменяется в силу изменения вязкости газа или жидкости. Как показала практика отработки акселерометров компенсационного типа температурное изменение окружающей среды оказывает влияние на амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ) акселерометра.

Целью изобретения является увеличение стабильности АФЧХ акселерометров при широком изменении температуры окружающей среды, например от 0 до 50^оС.

Поставленная цель достигается тем, что в состав акселерометра компенсационного типа, содержащего чувствительный элемент с жидкостным демпфированием подвижной части, элементы системы обратной связи, в том числе датчик перемещений (ДП), усилитель-преобразователь (УП), дополнительно вводится управляемый по коэффициенту усиления усилитель, который включается последовательно в цепь между ДП и УП. Управление коэффициентом усиления дополнительного усилителя производится подключением к управляемому входу усилителя терморезистора, устанавливаемого в общем объеме с чувствительным элементом, а лучше всего в корпусе чувствительного элемента. Передаточная функция акселерометра в этом случае будет иметь вид
W(P) × где h коэффициент демпфирования подвижной части акселерометра;
К_ду коэффициент усиления дополнительного усилителя;
К_уп коэффициент передачи усилителя преобразователя;
К_дп коэффициент передачи датчика перемещения;
К_дс коэффициент передачи датчика силы (магнитоэлектрический преобразователь).

На чертеже показан предлагаемый акселерометр.

Датчик 1 перемещения, дополнительный усилитель 2 и усилитель-преобразователь 3 расположены в прямой цепи акселерометра, а датчик силы воспринимающий элемент 4 в обратной цепи.

Так как вязкость жидкости при изменении температуры изменяется по экспоненте, то и коэффициент демпфирования изменяется по экспоненте. Температурное изменение сопротивления полупроводникового терморезистора 5 тоже происходит по экспоненте. Подбором характеристики дополнительного усилителя 2 можно добиться того, чтобы отношение Х/К_дуКОНСТ при любой рабочей температуре. При обеспечении этого условия амплитудно-фазовые частотные характеристики будут индифферентны к изменению рабочей температуры акселерометра.

Дополнительный усилитель выполняется на операционном усилителе, например серии 140, при этом резистором R является полупроводниковый терморезистор, например СТ4-16.

Использование усилителя с управлением по температуре выгодно отличает предлагаемый акселерометр от прототипа, так как существенно уменьшается влияние на его динамические характеристики изменения рабочей температуры его. В результате этого снижаются требования к стабильности рабочей температуры акселерометра и устраняется необходимость включения в состав акселерометра системы регулирования его рабочей температуры.

Акселерометр компенсационного типа содержит чувствительный элемент с жидкостным демпфированием, элементы в системы обратной связи, включающей 1 датчик перемещений, усилитель-преобразователь 3 и датчик момента. В цепь между датчиком перемещения и усилителем-преобразователем введен управляемый по коэффициенту усиления от полупроводникового терморезистора усилитель 2, при этом терморезистор 5 устанавливается в общем объеме с акселерометром. 1 ил.

АКСЕЛЕРОМЕТР КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА, содержащий чувствительный элемент с жидкостным демпфированием, элементы системы обратной связи, включающей датчик перемещения, усилитель-преобразователь и датчик момента, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности динамических характеристик акселерометра, в цепь между датчиком перемещения и усилителем-преобразователем дополнительно введен управляемый по коэффициенту усиления от полупроводникового терморезистора усилитель, при этом терморезистор установлен в общем объеме с акселерометром.