Способ измерения ускорений и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01P15/08 

1

(21)4205278/2А-10

(22)04.03.87

(46) 07.07.89.БЮЛ. № 25

(71)Ленинградский государственный университет

(72)Б.И.Евневич, В.М.Крячко и Н.Г.Семенова

(53)531.768 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 901914, кл. G 01 Р 15/08, 1980.

Дубовский В.Б. Измерение низкочастотных ускорений. - М.: Наука. 198I, с. 79.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов. Целью

изобретения является повьппение чувствительности и термостабильности устг; ройства для измерения ускорений. Устройство содержите мост, два плеча которого составляют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждается генератором синусоидального напряжения 1, настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечивается положительной обратной связью через одно из плеч моста. Напряжение, пропорциональное ускорению, снимается с диагонали моста на дифференциальный усилитель 10. Термостабильность устройства достигается использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезо- кварцевых резонаторов. 2 с. и I з.п. ф-лы, I ил.

(Л

с

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов. Целью изобретения является повышение чувствительности и термостабильности устройства для измерения ускорений. Устройство содержит мост, два плеча которого составляют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждается генератором 1 синусоидального напряжения, настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечивается положительной обратной связью через одно из плеч моста. Напряжение, пропорциональное ускорению, снимается с диагонали моста на дифференциальный усилитель 10. Термостабильность устройства достигается использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезокварцевых резонаторов. 1 ил.

, 7k

М

4

;D

N9 ГО

CD

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров движения различных объектов.

Цель изобретения - повышение чув- свительности, и термостабильности при измерении ускорений.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ измерения, ускорений.

Устройство содержит генератор I синусоидального напряжения, мост, дв плеча которого составляют последовательные резонансные контуры, состоящие из емкостных датчиков 2 и 3 перемещения, индуктивных злементов 4 и 5 и резисторов 6 и 7. Два других плеча моста образуют резисторы 8 и 9 Генератор I синусоидального напряжения подключен своим выходом к диагонали моста, обозначенной буквами А и В. К резистору 8 подключен вход генератора 1 так, чтобы обеспечить положительную обратную связь генератора через -ветвь моста, содержащую емкостный датчик 2, индуктивны элемент 4 и резисторы 6 и 8. Напряжение разбаланса моста снимается с диагонали D-E на вход дифференциального усилителя 10.

Емкостиые датчики 2 и 3 перемещений могут быть выполнены в виде диффренциального конденсатора с ной общей пластиной.

Измерение ускорений производится .следующим образом.

При отсутствии ускорения емкостных датчиков 2 и 3 перемещения равны между собой и напряжение в диагонали D-F равно нулю.

При действии ускорения емкости емкостных датчиков 2 и 3 изменяются так, что одна из них увеличивается, а другая уменьшается. Частота генертора 1 синусоидального напряжения устанавливается так, что она совпадает с собственной частотой колебательного контура одной из ветвей моста, состоящей из емкостного датчика 2, индуктивного элемента 4 резисторов 6 и 8. В устройстве настрока генератора 1 в резонанс с колебательным контуром обеспечивается, положительной обратной связью по току колебательного контура через ре- зистор 8.

Другая ветвь моста оказывается на склоне резонансной частотной хар

0

5

0

5

5

0

5

0

5

0

теристики. Такая расстройка второго контура наряду с расбаланснровкой моста от изменения емкостей емкостных датчиков 2 и 3 обеспечивает более высокое напряжение расбаланса моста, характериз тощее величину измеряемого ускорения. Это напряжение усиливается дифференциальным усилителем 10. Для случая, равенства емкостей емкостных датчиков 2 и 3 и их изменения при действии ускорения напряжение расбаланса моста в диагонали D-E определяется выражением

ЛU L ,JQ-|.

где jjU - напряжение расбаланса в диагонали мос:та;

и - напряжение на выходе генератора синусоидального напряжения;

О - добротность последовательного резонансного контура;

С - емкость каждого плеча датчика перемещения;

ЛС - изменение емкостей под действием ускорения.

В устройстве нестабильность частоты генератора не влияет на чувст- ритальность устройства, так как частота генератора 1 определяется параметрами одной из ветвей моста, обеспечивая ее работу в режиме резонанса.

Использование в качестве индуктивных элементов 4 и 5 устройства пьезо- кварцевых резонаторов, характеризующихся высокой температурной стабильностью, обеспечивает высокую термостабильность и всего устройства.

Формула изобретения

одно из плеч моста с резистором подключено к входу генератора синусоидального напряжения для образования положительной обратной связи.

3. Устройство по п.2, о тл и - чающееся тем, что, с целью повышения термостабильности, в качестве индуктивных элементов использованы пьеэокварцевые резонаторы.