Способ определения коэффициента преобразования акселерометра Советский патент 1985 года по МПК G01P21/00 

1 Изобретедае относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для опре деления коэффициента преобразования акселерометров. Известен способ определения коэф фициента преобразования акселеромет ров, согласно которому исследуемый акселерометр устанавливается на под вижном столе вибратора, в котором возбу :сдаются меканические колебания уровень ускорения колебаний измеряетс с помощью контрольного акселерометр и измеряется сигнал с калибруемого датчика. Отношение амплитуды этого сигнала к величине измеренного ускорения дает требуемьй коэффициент преобразования калибруемого акселерометра m . Этот- способ обеспечивает сравнительно невысокую точность 5 так как логрешность измерения ускорения даж при использовании образцового акселерометра достигает величины 10%. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффи™ циента преобразования акселерометра заключаюрщйся в возбуждении в механическом волноводе гармонических колебаний с известными параметрами и :18змерении величины вькодного си1 i-iajia градуируемого акселерометра, установленного на торце механическо го волновода 2j , , Недостатком прототипа являются большие погрешности определения коэ (-нциента преобразования акселеромет ра при градуировке последнего мето- дом сличения с показаниями образдоТого акселерометра,, .Цель изобретения - повышение точ ности определения коэффициента преобразования акселерометра. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коз4)фициента преобразования акселерометра, включающему установку градуируемого акселерометра на торце механического волновода, возбуждение в последнем гармонических кол&баний с известными параметрами и из-.;ерение величины выходного сигнала градуируемого акселерометра, измеряют упругие напряжения в механическом волноводе на расстоянии от его торца меньше 0,1 длины волны возбуждаемых гармонических колебаний, а величину коэффициента преобразования акселерометраопределяют 02 как отношение велргчины его выходного сигнала к величине, задаваемой выражением (1) где и - упругое напряжение, измеренное в контролируемом сечении волновода; S - пло1ч;адь поперечного сечения волновода; то - масса акселерометра; U - погонная масса волновода; Е - длина отрезка волновода, заключенного между контролируемым сечением и его рабочим , На чертеже показана схема уставовки для реализации способа. Установка состоит из механического волновода 15 закрепленного в корпусе 2 посредством пьезоэлектрического преобразователя, состоящего из двух пьезоэлектрических дисков 3, имеющих осевую поляризацию, и электрода 4, расположенного между диска14И 3 и связанного с генератором электрических колебаний 5, Дисрси 3расположены так, что направления их поляризации встречньи С механическим волноводом 1 связан измерительный преобразователь механических напряжений контролируемого сечения, выполненньш, в виде пьезоэлектрической пленки 6, нанесенной на поверхность волновода, токосъемника 5 име;с8дего возможность осевого перемещения, и измерителя В, угол поворота которого об пропорционален перемещению f токосъемника 7 относительно рабочего торца волновода. Величина зазора 5 между пьезоэлектрической пленкой 6 и электродом токосъемника 7 выбирается достаточной для съема сигнала за счет электростатической индукции. Электрод токосъемника 7 электрически связан с прибором 9, показания которого проградуированы непосредственно в величинах измеряемого механического напряжения. Генератор образцового усилия .10 может быть выполнен в виде пружины, деформациякоторой зависит от поворота разъединителя 11 на угол jb , Градуируемый акселерометр 12 устанавливают на рабочем торце волновода 1. 3 Перед началом измерений производят градуировку прибора 9. Для этого с помощью разъединителя 11 ге нератор образцового усилия 10 нагружают на рабочий торец волновода 1. При постоянном сечейии волновода шкалу отсчета fi можно проградуировать.непосредственно в величинах механического напряжения d . За счет прямого пьезоэЛфекта на поверх ности пьезоэлектрической пленки 6 появляется пропотщиональный электри ческий заряд, соответствующий прило женному механическому напряжению i , которьй вызьюает появление на электроде токосъемника 7 элekтpичec кого .сигнала, регистрируемого с помощью прибора 9. Чувствительность измерительного преобразователя меха нических напряжений определяется как отношение показания индикатора к величине напряжения После этого генератор образцового усилия отсоединяется от волновода, а на рабочий торец устанавливается градуируемый акселерометр 12, Токосъемник .7 перемещается на расстояние t, величина которого меньше 04. О, 1 длины волны возбуждаекплх в волноводе колебаний. Подают с генера-- . тора 5 на пьезодиски 3 электрическое напряжение требуемой частоты, При этом в механическом волноводе 1 возникают механические колебания. Снимают с прибора 9 величину напряжения ( , действующего в контролируемом сечении стержня. Снимают с измерителя 8 величину перемещения t. Величину коэффициента преобразования градуируемого акселерометра рассчитьшают согласно выражению (1), Так как измерение масс может быть вьтолнено взвешиванием достаточно точно (погрешность менее долей процента), измерение линейных размеров (диаметра волновода и длины) даже с помощью универсальных приборов (например, штангенциркуля) дает также достаточно высокую для данных измерений точность (погрелность менее 1%), измерение статического коэффи.циента преобразования деформации, сводящегося к измерению масс и длин, также имеет погрешность меньшую 1%, Данный метод позволяет получать коэффициент преобразования aкceлepJOметра с высокой (менее 1%) точностью.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АКСЕЛЕРОМЕТРА, . включающий установку градуируемого акселерометра на торце механического волновода, возбуждение в последнем гармонических колебаний с известны-: ми параметрами и измерение величины, выходного сигнала градуируемого акселерометра, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности, измеряют упругие напряжения в механическом волноводе на расстоянии от его торца меньше 0,1 длины волшл возбуждаемых гармонических колебаний, а величину коэффициентов преобразования акселерометра определяет как отношение величины его выходного сигнала к величине, задаваемой выражением Sd ер S плсмцадь поперечного где сечения волновода; упругое напрякение, измеренное в контролируемом сечеп НИИ волновода; гЛд - масса акселерометра; погонная масса волновода; е длина отрезка волновода, заключенного между контролируемым сечением и его рабочим торцом. СО 4 О