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

I1

Изобретение относится к измерительной Технике и может быть исполь- зовано для градуировки и поверки линейных виброакселерометров.

Целью изобретения является повы- .шение точности градуировки акселерометров.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Схема включает в себя градзшруе- мьй акселерометр 1, установленный на платформе 2 с горизонтальной рабочей осью О угловьк колебаний в плоскости чертежа, измерительную oci 3 акселерометра./На схеме приведены следующие обозначения: ct - нормированньш угол установки акселерометра относительно проекции 4 местной вертикали на плоскости колебаний -f - текущее значение угла гармонических колебаний платформы вокруг оси Oj g - вектор гравитационного ускорения, а - проекция вектора g на измерительную ось 3 акселерометра при его угловых колебаниях вокруг оси 0 стрелка А - направление поворота акселерометра вокруг оси 0.

Способ градуировки линейных акселерометров осуществляют следующим образом.

Акселерометр 1 устанавливают на платформу 2 с горизонтальной рабочей осью О угловых колебаний. Задают входной сигнал путем угловых колебаний плaтфop Q I вокруг оси О по гармоническому закону

М д- sinut Э

(1)

где д - амплитуда угловых колебан11й

платформы, W - круговая частота угловых

колебаний; t - время.

Входной сигнал градуируемого акселерометра определяет проекцию вектора гравитационного ускорения на измерительную ось 3 акселерометра

являться вторая гармоника. Дальнейшее уменьшение d приводит к удвоению частоты выходного сигнала, т.е. проявлению второй гармоники на фоне Раскладывают фyнкции,cos f и sin4 55 первой. Форма сигнала характеризуета gcos() g(cos обсов Ч - sin oL- sin f)(2)

ся удвоением частоты и разностью амплитуд соседних периодов.

в степенной ряд

1

Ч

А

..TLn6

в в в J

sin Ч f 31

5

Пренебрегая составляющими разложения вьше второй степени, получают:

cos( ai+ ) cos о(-(1 - -

г

-) (3)

15

Подставляют (1) в (3) cosCw + -р) cos об а cos вб..

i. sinOJt

Ч s in о. s in 601

Поскольку sin 601 -rd - cosZtOt)

20.

получают

cosCoC + f) cos (6-4 l +

4 °

+ 2 M a-cos ot cos26)t - tpa sin «t sinut.(4)

Переменная составляющая выражения (4) равна

cos(o + tp) M C M cosed ч cos2L.5t - sin oL sinut). Переменное ускорение

a уиг g a (7- - s in oi s iniJt),

gcos ci cos2ajt (5)

40 При реализации способа и повороте акселерометра в направлении стрелки А уменьшается амплитуда первой гармоники выходного сигнала и увеличивается амплитуда второй гар-

45 МОНИКИ. Но поскольку амплитуда второй гармоники значительно меньше первой при oi -fa , уменьшение ol. приводит к уменьшению амплитуды выходного сигнала. При приближении Ч к

50

Чд В ВЫХОДНОМ сигнале начинает появляться вторая гармоника. Дальнейшее уменьшение d приводит к удвоени частоты выходного сигнала, т.е. про явлению второй гармоники на фоне первой. Форма сигнала характеризует

ся удвоением частоты и разностью амплитуд соседних периодов.

Когда угол б6 становится равным О (измерительная ось акселерометра

совмещается с проекцией вертикали на плоскость колебаний), первая гармоника исчезает. Выходной сигнал характеризуется удвоением частоты и равными амплитудами соседних периодов т.е. является гармоническим с двойной частотой входного воздействия.

В процессе дальнейшей градуировки устанавливают акселерометр относительно найденного положения на заданный нормированный угол «t а Задают входные сигналы при разных значениях амплитуды и частоты угловых колебаний платформы. Измеряют выход- ной сигнал акселерометр а для каждого значения амплитуды и частоты. Определяют градуировочную характеристику в рабочем диапазоне частот как отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного.

Предлагаемый способ позволяет совместить измерительную ось акселерометра с проекцией местной вертикали на плоскость колебаний; установка ,акселерометра на нормированный угол относительно этого положения позволяет снизить погрешность определения действительного значения нормированного угла установки акселерометра от носительно вертикали за исключения влияния на нее погрешностей монтажа акселерометра на платформе

Редактор ЛвПовхан Заказ 4914/44

Составитель А.Трунов Техред И.Попович

Корректор

Тираж 776Подписное

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

его измерительной оси базовых элементов крепвходного сигнала и, следователь- точность градуировки.

ния но,

Фор м у ла изобретения

Способ градзшровки линейных акселерометров, заключающейся в том, что градуируемый акселерометр устанавливают на платформу с горизонтальной осью вращения в положение, при котором измерительная ось акселерометра расположена под нормированным углом к вертикали, задают входное воздействие путем гармонических угловых колебаний платформы и измеряют выходной сигнал акселерометра., о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния точности градуировки, перед заданием входного воздействия акс еЛеро- метра поворачивают вокруг оси вращения платформы в направлении совмещения его измерительной оси с вертикалью до положения, в котором выхо д- ной сигнал акселерометра является гармоникой с двойной частотой входного воздействия, и относительно этого положения производят установку измерительной оси акселерометра на нормированный угол.

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности градуировки. Устройство, реализующее способ, содержит градуируемый акселерометр 1, установленный на платформе 2, ot нормированный угол установки акселе-i рометра относительно проекции 4 местной вертикали на плоскость колебаний, - текущее значение угла гармонических колебаний платформы 2 вокруг оси 0. Способ позволяет совместить измерительную ось акселерометра 1 с проекцией местной верти-, кали на плоЬкость колебаний. Установка акселерометра 1 на нормированный угол относительно этого положения позволяет снизить погрешность определения действительного значения нормированного угла установки акселерометра 1 относительно вертикали за счет исключения влияния на нее погрешностей монтажа акселерометра на платформе 2 и ориентации его измерительной оси относительно базовых элементов крепления, что повышает точность задания входного сигнала. 1 Ш1. а (Л