Способ определения ускорения Советский патент 1990 года по МПК G01P15/08 

СП СО

vl

GO

Изобретение относится к инерционн измерительной технике и может быть использовано /щя измерения ускорения подвижных объектов различного назначения.

Цель изобретения - повьпиение точности измерения за счет исключения влияния начальных условий на результат измерений.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализуюгдего предлагаемый способ; на Лиг. 2 - траектория движения его чувствительного элемента (ЧЭ) .

Устройство состоит из механического модуля и электронного блока (фиг. 1). Механический модуль содержит корпус 1 с вакуумйрованным гермо объамом: ЧЭ 2 в виде плоской проводящей ферромагнитной пластины, закрепленной с одной стороны токопроводя- п;ей оси врар1ения| статорные электроды 3 дифференциального емкостного дачика перемеп1;ения, размещенные на внутренних верхней и нижней торцовых поверхностях термообъема; электромагнит 4. Электронньй блок содержит Два автогенератора (А1) 5 и 6, входы которых подсоединены к соответствую- В1им электродам емкостного датчика, в выходы лодсоединены к смесителю- фильтру 7, йыход которого через детектор 8 и формирователь 9 одиночных импульсов (ФОИ) подсоединен к счетному триггеру (Т) 10. Выход триг гера 10 подсоединен, во-первых к управляющег-гу входу ключа 11, через который источник 12 питания (ИП) подключен к обмотке 4 электромагнита во вторых, к инвертору 13.

Электронный блок также содержит схему И 14, кварцевый генератор 15- и схему И 16. Первые входы схем 14 и 16 соединены с вьрсодами смесителй фильтра 7 и кварцевого генератора

15соответственно. Выходы схем 14 и

16соединены.с входами первого 17 и второго 18 счетчика соответственно, выходы которых соединены со спецвы- штслителем 19. Выход инвертора 13 с динен с первым входом схеьо.1 20, вы- .-ход которой соединен с вторьми входами схем И 14 и 16.

Кварцевый генератор 15 через делитель 21 частоты соединен с вторым входом частотного компаратора 22, первый вход которого соединен с выходом смесителя-фильтра 7, а вькод

0

5

0

5

0

0

45

5

соединен со счетным триггером 23, выход которого соединен со вторым входом схемы 20.Устройство работает следующим образом.

До включения питания ЧЭ 2 находится на нижнем электроде емкостного датчика. С включением питания на выходе триггеров 10 и 23 появляется единичньщ сигнал. Ключ 11 открывается и источник 12 питания подсоединяется к обмотке электромагнита 4, ЧЭ 2 подтягивается к верхней крЕла- ке гермообъема (в исходное положение). С выхода смесителя-фильтра 7 текущая разностная частота, соответствующая текуг ему положению ЧЭ 2, поступает на первый вход частотного компаратора 22. На второй вход частотного компаратора 22 поступает с делителя частоты 21 частота, соответствующая уровню X (Лиг. ,2).. ПрИ сравнении частот, т.е. при пересечении ЧЭ уровня х,на выходе ЧК 22 формируется импульс , перебрасывающий триггер 23 в нулевое состояние. При касании ЧЭ 2 верхнего электрода 3 емкостного датчика колебания первого А1 5 срываются, на выходе смесителя-фильтра 7 и соответственно детектора 8 появляется нулевой сигнал. При перепаде с единичного на нулевой сигнал в ФОИ 9 формируется импульс, перебрасы- вакичий триггер 10. При этом ключ 11 закрьтается, обмотка электромагнита 4 обесточивается и 43 2 начинает свободное дпижение от верхней к нижней крышке гермообъема. Одновременно с этим единичный сигнал с инвертора 18 поступает на перв ый. вход схемы И 20. При пересечении ЧЭ 2 уровня Х- (фиг. 1) в ЧК 22 вновь формируется импульс, :перебрасьшакиций триггер 23. Уровень X располагается от верхней крьшки гермообъема на расстоянии ЛЬ. Величина Ь. выбирается такой, чтобы до момента прихода ЧЭ к этому уровню переходные процессы в цепи закончились, Е диничный сигнал с выхода триггера 23 нерез открытую по первому входу схему И 20 поступает на первые входы схем И 14 и 16. Через второй вход схемы И 14 в счетчик 17 поступают импу;льсы раз 1остйой частоты, формируя интеграл 3 (фиг.2), а через второй вход схемы И 16 в счетчик 18 поступают импульсы эталонной частоты от кварцевого генератора

15, формируя интервал с. При касднии ЧЭ 2 нижнего электрода в ЛПИ 9 формируется импульс, перебрасывагогций триггер 10 в единичное состояние. При этом схема И 20 закрывается и фор- мирование интеграла I и интервала Г прекращает.ся (фиг. 2).

Одновременно с этим открывается ключ 11, обеспечивая подключение источника 12 питания к обмотке электромагнита 4. Далее цикл работы повторяется. В спецвычислителе 21 реализуется алгоритм

С э

определяемое ускорение;

- время прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента;

X,,

Х, - задаваемые текущие координаты чувствительного элемента;

I - интеграл от перемещения

чувствительного элемента время .

р-

597734

Ф о

6

р м у л а и 3 о б р е т е н и я Способ опре/теления ускорения, за- ключа юг5Ийся в том, что приводят чувст- вительньш элемент в исходное по отношению к корпусу прибора положение с помощью- управляющего воздействия, снимают управляющее воздействие, измеряют время прохождения свободным Q / чувствительным элементом расстояния ; между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента ивы- ,числяют измеряемое ускореш е, о т л и- ,чающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определяют ускорение соотношения

15

20

W

6Cf (

3

25

30

где 1 - время про:юждения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемым- текзттиъм координатами чувствительного элемента; задаваем1Ш текуррте координаты чувствительного элемента; интеграл от перемещения чувствительного элемента за время },

X

1

.-1I

Изобретение относится к измерительной технике. С целью повышение точности определения ускорения измеряют время прохождения свободным чувствительным элементом 2 расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента, в процессе движения чувствительного элемента преобразуют его текущее положение в электрический сигнал, интегрируют этот сигнал и определяют ускорение из соотношения W^*=6[Τ(X₁+X₂)-2J]/Τ³, где Τ - время прохождения свободным чувствительным элементом расстояния между двумя задаваемыми текущими координатами чувствительного элемента

X₁, X₂ - задаваемые текущие координаты чувствительного элемента

J - интеграл от перемещения чувствительного элемента за время τ. 2 ил.