Акселерометр Советский патент 1991 года по МПК G01P15/08 H01G9/22 

1

(21)4093187/10

(22)06.05.86

(46) 15.10.91. Бюл.

(71)Отделение Всесоюзного научно-иссле- довзтельского проектно-конструкторского и технологического института источников тока Научно-производственного объединения Квант с опытным производством, г. Севастополь

(72)Ю.Г. Ьрунштейн и А.В. Троценко (53).768(ОГ;8.8)

(56)Патент США К 3. 164, 023, кл. 73-516, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 1086974,кл, Н 01 G 9/22, 1981,

(54) АКСЕЛЕРОМЕТР

(57)Изобретение предназначено для измерения горизонтальной составляющей сейсмических колебаний и может быть использовано в сейсмологии и других областях науки и техники. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения чувствительности к угловому

ускорению. При воздействии линейного ускорения в горизонтальной плоскости либо горизонтальной составляющей земного ускорения при наклонах корпуса 1 относительно вертикали рабочая жидкость 3 в прямолинейном канале 4 под действием инерционных сил перетекает через преобразователь 5 из одного тороидального отсека 2 в другой. Выполнение канала 4 с крюкообразными консолями, погруженными в рабочую жидкость 3 отсеков 2, и его размещение относительно диаметра тора обеспечивает совмещение центра масс жидкости канала 4 относительно центра тора О. Такое расположение канала снижает чувствительность акселерометра к угловому ускорению за счет сбалансированности рабочей жидкости а канале 4 превышении объема жид кости 3, находящейся между торцом консолей канала 4 и дном отсеков 2, величины газового объема не допускает попадание газовых включений в канал 4 при произвольном положении корпуса 1 при транспортировке. 2 ил.

(Л

с

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения линейных ускорений и может быть применено в сейсмологии для измерения горизонтальной составляющей сейсмических колебаний.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем снижения чувствительности к угловому ускорению.

На фиг. 1 и2 даны схематично варианты предлагаемого акселерометра. Акселерометр содержит герметичную камеру 1 с двумя отсеками 2, выполненными в виде секторов тора и расположенными по диаметру сиг метрично относительно вертикали.. В верхней части отсеки 2 сообщены между собой, в нижней - изолированы. Отсеки 2 заполнены рабочей жидкостью 3 по уровню диаметра тора, остальное - газом. Жидкость 3 отсеков 2 сообщена с помощью прямолинейного канала 4 в виде трубки, консоли которого погружены по нормали в плоскости тора через поверхности контактирования с газом. Жидкость 3 является чувствительным элементом с центром масС

ю

hO

ю го

Ov

О к горизонтальной составляющей ускорения в направлении стрелок А.

трубок канала 4 и его расположение относительно диаметра тора обеспечивает совмещение центра масс жидкости. находящейся в канале 4 с центром тора. Погружаемая часть консолей прямоугольного канала 4 ыполнена с радиусом кривизны отсекпа 2, Длина и диаметр отсеков 2 выбраны так. что жидкости 3, находящийся между то(зцом консоли канала 4 и дном отсека 2 болыие газового объема, через который сообщаюгся отсеки 2. В канале 4 установлен преобразователь потока рабочей Ж1/;д| ос:-и Ь, преобразующий обьемную скорость я 11ДКОСТИ 3 в электрический сиг- нап.

При усгансиик; акселерометра в рабочее полом;енче ci/ MMei ричио относительно вертикали, в 2 перетоком жидкости 3 через каиап 4 счл-зми гравитационного про- исхождеии, как з сообщаюигихся сосудах, устанавл -и.а лтся уровень границ |1г здсла жидкост11 3 и газа независимо от погрешности VC1 аиорки корпуса 1. Выполнение от семов 2 и i -онсолей канала 4, погружаемых в ж .)с;то 3, в форме секторов тора лозЕО 1яет зф Ф СКТ . вную длину чуЕзствитель- HOIT эл 7ме;1,ч сохианить независимой от .югрешпосги ycTanoFiKH камеры 1 относительно Е ер ii - али. Заполнение отсеков 2 жидкостью 3 по урэвн 1 диаметра тора по- зооляег эФ4 f -типную длину чувствительного злег. РО ПОЛНИТЬ максимальной, равно: диаметру тора.

I p.i есздействии составляющей гори- юь гапьс-тп у(.;с)рения на акселерометр в H,9npaBj;eii i /змер лтельной оси приводит к изменению lнeмaтичecкo i энергии жид- кос п/ Л. пр 3Twi-i возникает перепад ее дав- . Тенпя Б канале . котооому соответствует (1бьем - ая .: ,эро ть жидкости 3 относитель- 1С -. р эоирззоБагепя 5 -i электрический сиг- HS/:. Жид1:(с , ь- 3 из одного отсека 2 лерйгекас зо эторой до компенсации перепада давлений О горизонтальной составля- юидей ускорен /,я давлением разности уровней )кид ;ости 3 в отсеках 2. Значение нижней гс п|11чной частоты измерений определяет гидродинамическое сопротивление гидравлической системы и площадь повв::хност1-. (Л1лкости 3 в отсеке 2.

При воздействии углового ускорения в направлении, перпендикулярном плоскости тора, результирующий перепад в канале 4, вызванный изменением кинетического момента инерции жидкости 3, компенсирован и соответствующая составляющая выходно го сигнала уменьшена, что повыщает точность измерения линейной составляю11 ей ускорения.

Второе исполнение акселерометра в ос

новном аналогично огтисанному. Его отлп чие представлено изменением ввода консоли канала 4 непосредственно в жидкость 3 отсеков 2. При этом свойства якселерометра и принцип действия не меняются Изготовление акселерометров с эффективной длиной чувствительного злег-ченга 0,7 м, гидродинамическим сопротивлением канала 5-10 кг. с и площадью контактирования жидкости с газом 70 10 м и результаты лабораторных и натурных испытаний подтвердили снижение функции влияния угловой составляющей ускорения и отсутствие газа в канале, после хранения в

течение двух лет и перевозки автомобильным транспортом на расстояние более 2000 км без ограничений к ориентации в гравитационном поле.

Формула изобретения

.Акселерометр, содержащий герметичную камеру с двумя отсеками а виде секторов тора, располагаемыми исевой линией ь вертикальной плоскости и заполненными

газом и жидкостью до уровне, раздела, проходящего через диаметральную плоскость тора, и канал сообщения отсеков с преобразователем потока жидкости в электрический сиг

нал. причем отсеки по газу сообщены между сйбой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, канал сообщения снабжен изогнутыми по радиусх/ тора консолями, погруженными в жидкость,

и расположен выше или ниже диaмeтpaл ной плоскости тора, причем площади сечения канала вертикальной плоскости, расположенные по обе стороны от диаметральной плоскости, равны между собой, о

объем части камеры, заполненной жидкостью, превышает объем части камеры, заполненной газом.

ф1/г. 1

Фиг. г