Способ градуировки пьезоэлектрических акселерометров Советский патент 1987 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения чувствительности пьезоэлектрических акселерометров.

Цель изобретения повышение точности 1 радуировки пьезоэлектрически акселерометров.

На фиг. и 2 представлена упрощенная конструктивная схема устройства для осуществления способа; на фиг .З электрическая блок-схема устройства, обеспечивающего градуировку акселерометров согласно предлагаемому способу; на фиг.4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу отдельных блоков устройства.

Способ осуществляется следующим образом.

На поворотной платформе 1 (фиг„1 и 2) крепится градуируемый акселерометр 2. Платформа 1 на шарикоподшипниковых опорах установлена посредством стоек 3 на основании 4. На одной из боковых стоек 3 и на поворотной платформе 1 размещены элементы фотореле 5, электронный блок ,6 измерения и коммутации цепей. Для ограничения угла поворота платформы 1 служит упор 7, установленный на основании 4. Поворот платформы 1 из нижнего (от упора 7) положения происходит под действием силы тяжести платформы благодаря смещенному ее центру тяжести относительно оси вращения.

При этом приращение линейного ускорения, действующего вдоль измерительной оси пьезоакселерометра в момент поворота, описывается выражением

а g(sinc.,j- sindL),

где g - значение ускорения силы тяжести;

й,и о.„ - в обшсм случае произвольные начальный и конечный углы наклона измерительной оси акселерометра относительно горизонтальной плоскости (для данной установки и 13,35°).

Конструкция установки обеспечивает поворот платформы от за время, не превьппающее 0,1 с.

Напряжение, -появляющееся на обкладках пьезоэлемента акселерометра 2 (фиг.З), измеряется при помощи электронного блока 6 измерения и коммутации, включаюшет о пиковый детекто

dl, 0°

8

с входной постоянной времени (- 1,5 с, повторитель 9 напряжения

5

0

с; постоянной времени по входу , 1000 с, блок 10 фотореле, блок II коммутации и источник 12 напряжения постоянного тока. Кроме того, на скеме (фиг.З ) обозначены контакты блока коммутации К , К, К .

В нижнем положении платформы контакты К и Kj замкнуты, а контакт разомкнут. При повороте платформы из нижнего положения вверх в момент прохождения платформой угла oL, , при котором измерительная ось акселерометра направлена горизонтально, срабатывает первый датчик 10 .фотореле (фиг.З и блок 11 коммутации размыкает К1 и КЗ и замыкает К2. При повороте платформы на угол &( напряжение, развиваемое пьезоэлемен- том градуируемого акселерометра 2, через пиковый детектор 8 подается

5

на запоминающий конденса гор повто - рителя 9 напряжения. В момент прохождения платформой угла срабаты - вает второй датчик фотореле 10 и блок П коммутации замыкает К2. Напряжение на запоминающем кон- денсаторе измеряется вольтметром, который подключен к выкоду повторителя 9 напряжения.

RnK -проведения измерения чувствительности пьезоакселерометра необ- ходимо повернуть край поворотной платформы с установленньгм на ней акселерометром вниз до упора 7, отпустить пл&тформу и после поворота платформы вверх прои.звести считывап ние результата измерения U по

wвид

шкале (индикаторному табло) вольтметра. Расчет чувствительности пьезоакселерометра производится по формуле

У

ifSWA- а

(1 +

j8I.

),

где

0

5

jf - чувствительность акселеро- метра, В c2/Mj значение измеренного напряжения, В)

заданный уровень.ускорения (для данной установки а 2,26+0,05 с); входная емкость эл.схемы; эл.емкость пьезоакселерометра.

Предлагаемый способ калибровки пьезоэлектрических акселерометров

ВЫХ

а

олс

312

позволяет уменьшить погрешность калибровки, вызванную пироэлектрическим эффектом пьезоэлемента при измерении . Формула изобретения

Способ градуировки пьезоэлектрических акселерометров, заключающийся в том, что акселерометр поворачивают в гравитационном поле Земли с помоп1ью поворотной платформы из горизонтального положения его оси чувствительности на заданный угол относительно плоскости горизонта и измеряют с помощью измерительной цепи изменение выходного напряжения пьезоакселерометра на добавочной электрической емкости, подсоединенной к его выходу, отличающийся тем, что, с целью повьппе ния точности 1 радуировки, предварительно замыкают накоротко выход акселерометра, с началом поворота размыкают его и подсоединяют к измерительной цепи, а приращение выходного напряжения акселерометра измеряют за время поворота на заданный угол, меньшее постоянной времени измерительной цепи.

Фиг. I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения чувствительности пьезоэлектрических акселерометров. Цель изобретения - повышение точности градуировки. Напряжение, появляющееся на обкладках пьезоэлемента акселерометра 2 измеряется блоком 6 измерения и коммутации. При повороте платформы на угол, напряжение, развиваемое пьезоэлементом акселерометра 2|через пиковый детектор 8 подается на конденсатор повторителя 9 на пряжения. В момент прохождения платформой угла 0 срабатывает датчик 10 фотореле и блок 11 коммутации замыкает и размыкает контакты К и К . Напряжение на конденсаторе повторителя 9 напряжения измеряется вольтметром. Расчет чувствительности пьезоэлемента акселерометра 2 производится по приведенной формуле. 4 ил. (Л с Л . Sut ю ф ел Со 1

Фиг, 2

Угол поворота

d, 0

di

Уснорете ддоль измерительной оси QMceAffpoffem/ja

О

Напряжение на ffxode панодого deme/imopa

Hanpff Mef/ue но ffxode а бмх0де по1 л7Ор1/п7е я

ix

О

Фи-гМ

Редактор О.Бугир

Составитель К.Лукомский Техред И.Попович

Заказ 614/53 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4

iu3fi

.Л

ta3fi

Корректор М.Шароши