Гидродинамический позиционный акселерометр Советский патент 1989 года по МПК G01P15/08 

СЛ

О

о со 4

ы

31500947

Изобретение относится к измерительной технике и молсет быть использовано дтш измерения линейных ускорений.

Целью изобретения является повыше- г ние точности измерения малых величин ускорения.

На чертеже приведена схема предлагаемого гидродинамического позиционного акселерометра.10

Устройство состоит из камеры в виде цилиндра 1, заполненного жидкостью 2. В цилиндре 1 с зазором относительно боковых и торцовых стенок размещен

поплавок 3 из электропроводящего ма- 15 тивоположный. За счет разности давле- териала с положительной плавучестью. Цилиндр 1 соединен с валом двигателя 4. На внутренней стенке цилиндра Г размещены два торцовых 5 и один центральный О элементы бесконтактного 20 электролитического датчика 7 линейных перемещений. На внутренних торцовых; стенках цилиндра 1 размещены диско-., вые полупроводниковые обогреватели- холодильники 8 и датчики 9 температу- 25 ры-(термодатчики). Вькоды датчика 7 линейных перемещений через усилители 10 соединены с обогревателями-холодильниками 8, а выходы датчиков 9 температуры - с входами вычитателя I1,30 выход которого является вьпкодом акселерометра.

Акселерометр работает следующим образом.

При раскрученном от двигателя 4 35 цилиндре 1 поплавок с помощью арретира (на чертеже не показан.) устанавливается в центре. Поплавок 3 и жидкость 2 вместе с цилиндром Г В уста- новивщемся режиме вращают с постояв- 40 ной угловой скоростью. При отсутствии ускорения, действующего вдоль оси цилиндра (ось чувствительности акселе- рометра, , сигнал с выхода датчика 7

НИИ между нагретым и охлажденньпч торцами цилиндра на поплавок действует температурная восстанавливающая сипа F,, определяемая выражением

F. 0,25f(,f)f(t , - t,j)r,

где w - угловая скорость вращения

цилиндра;

(Ь - коэффициент объемного расширения ЖИД1СОСТИ; t, t,j - температура двух торцовых

стенок цилиндра:, г - радиус 1щлиндра. В установивщемся режиме силы F и F равны, поэтому разность температур торцовых стенок цилиндра оказывается , пропо.рциональной действующему на акселерометр ускорению в. соотв ётствии с выражением

W

1 16

(t,- tp,

Сигнал, пропорциональньй разности температур торцовых стенок цилиндра, а следовательно, и действующему услиней№к перемещений равен нулзо, тем-45 корению, снимается с вычитателя 11,

пература торцовых стенок цилиндра 1

изобретения

одинакова и на вькоде вычитателя сигнал, равный нулю.

Если по оси чувствительности действует ускорение, отличное от нуля, на 50 3 будет действовать сила F, определяемая выражением

Формула

Гидродинамический позиционный акселерометр, содержащий герметичную камеру, заполненную жидкостью, поплавок, электролитический датчик линейного перемещения поплавка, усилители и привод постоянной скорости вращения, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерения малых величин ускорения, в него в ведены вычитатель и размещеиные на торцовых стенках герметичной камеры

F () 0 25

где р,, р f, - удельная плотность жидкости и поплавка соответственно;

d , 1 - диаметр и длина поплав-,

ка соответственно; W - ускорение, действующее по оси чувствительности акселерометра.

При воздействии этой силы поплавок 1 смещается от среднего положения и на выходе датчика линейных перемещений 7 .1вляется. сигнал, пропорциональный этому смещению. Выходной сигнал, усиленный усилителями 10, нагревает один торец цилиндра, к которому смещается поплавок, и охлаждает противоположный. За счет разности давле-

НИИ между нагретым и охлажденньпч торцами цилиндра на поплавок действует температурная восстанавливающая сипа F,, определяемая выражением

F. 0,25f(,f)f(t , - t,j)r,

где w - угловая скорость вращения

цилиндра;

(Ь - коэффициент объемного расширения ЖИД1СОСТИ; t, t,j - температура двух торцовых

стенок цилиндра:, г - радиус 1щлиндра. В установивщемся режиме силы F и F равны, поэтому разность температур торцовых стенок цилиндра оказывается пропо.рциональной действующему на акселерометр ускорению в. соотв ётствии с выражением

1 16

(t,- tp,

Сигнал, пропорциональньй разности температур торцовых стенок цилиндра, а следовательно, и действующему усФормула

Гидродинамический позиционный акселерометр, содержащий герметичную камеру, заполненную жидкостью, поплавок, электролитический датчик линейного перемещения поплавка, усилители и привод постоянной скорости вращения, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерения малых величин ускорения, в него в ведены вычитатель и размещеиные на торцовых стенках герметичной камеры

515009476

полупроводниковые обогреватели-холо-ющими обогревателями-холодильниками,

дильники и термодатчики, причем вы-а выходы термодатчиков соединены с

ход датчика линейных перемещений сое- вычитателем,,. выход которого являет- динен. через усипители с соответству-ся выходом акселерометра.

Э

Изобретение относится к датчикам измерения кажущегося ускорения и может быть использовано в инерциальных системах навигации. Целью изобретения является повышение точности измерения малых величин ускорения. Указанная цель достигается тем, что во вращающуюся цилиндрическую камеру 1, заполненную жидкостью 2 и содержащую поплавок 3, введены размещенные на торцовых стенках цилиндрической камеры полупроводниковые обогреватели-холодильники 8 и термодатчики 9. Выходы датчика 7 линейных перемещений поплавка 3 соединены через усилители 10 с соответствующими обогревателями-холодильниками 8. Выходы термодатчиков 9 соединены с вычитателем 11, выход которого является выходом акселерометра. Таким образом организуется жесткая обратная связь по положению чувствительного элемента и температуре торцовых стенок камеры 1 акселерометра. 1 ил.