Акселерометр Советский патент 1992 года по МПК G01P15/08 

ел

С

Изобретение относится к фотоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для различных объектов. Цель изобретения -уменьшение нелинейности выходной характеристики акселерометра. В процессе измерения светопоглощэющий элемент деформируется при увеличении измеряемого ускорения до значений, при которых свето- электрическая характеристика приемника 4 становится нелинейной, срабатывает схема 6 сравнения. При этом подключаются дополнительный источник 5 излучения и блок 7 вычитания. Источник 5 излучения создает световой поток, смещающий рабочую точку приемника 4 в линейную область. 4 ил.

Фм.1.

х

о . о

XJ

1

Изобретение си иоснг ч к измерению параметров движения, в частности к измерителям линейных ускорений прямого преобразования фотоэлектрического типа для объектов различного класса и назначения.

Целью изобретения является уменьшение нелинейности выходной характеристики акселерометра.

На фиг. 1 представлена структурная схема акселерометра; на фиг. 2 - конструкция кинематического устройства и его оптических связей; на фиг. 3 и 4 - выходная характеристика акселерометра и рабочая характеристика фотоприемника, соответственно.

Акселерометр содержит источник 1 оптического излучения, оптически связанный с кинематическим устройством 2, соединенные через первый полюс оптического соединителя 3 с приемником 4 оптического излучения, на второй входной полюс оптического соединителя 3 подключен источник 5 оптического излучения смещения, электрический выход приемника 4 подключен к входам схемы 6 сравнения и блока 7 вычитания, причем выход схемы 6 сравнения соединен с вторым входом блока 7 вычитания и управляющим входом источника 5 излучения смещения.

Кинематическое устройство 2 (фиг. 2) содержит светочувствительный элемент 8, оптически связанный по входу с источником 1 оптического излучения, по выходу с первым входным полюсом оптического соединителя 3, контактирующий с светочувствительным элементом 8, светопоглсщеющий элемент 9 закреплен на поверхности мембраны 10. с которой контактирует инег . нное тело (ртуть) 11.

Акселерометр работает следующим обГ- 3 Я 0 .

При наличии ускорение Фх, ссьпьдэю- щего с осью чувствительности кинематического ус трс йстиз 2, подде- тбкем и--.- : .- кного те.г мембрана 10 (фиг. 2) прог/. дается, вследствие чего светопоглощающий элемент 9 изменяет площадь оптического кон- тактг с поверхностью светочувствительного элемента 8. В результате этого часть световой энергии поглощается, уменьшая величину страхе иного светового потеке. дос игзющег& приемника А излучения. Выходная характеристика акселерометра G f(Uv) имеет соответствующий вид (фиг. 3). . ускорению 0 0 соответст- wat- симгльный выходной сигнал UnSx. r.pi возрастании ускорения световой поток на входе приемника 4 уменьшается и соот- -:,твенно уменьшается нг : сже.ние на

выходе приемника. Когда ускорение Gx увеличивается до такого значения, что световой поток на входе приемника 4 достигает нижней границу JViin линейного участка

рабочей характеристики фотоприемника Ux Ы Фх) (фиг. 4) и напряжение на его выходе станет равным Umin. срабатывает схема б сравнения. которая подключает дополнительный источник 5 излучения смещениг и блок 7 вычитания. При этом дополнительный источник 5 излучения создает световой поток ч% (фиг, 4), который смещает рабочую точку на линейный участок в точку

Ф Фтш -I- Фо 2 Фт|П.

Для того, чтобы на выходе напряжение соответствовало текущему значению ускорения, включается блок 7 вычитания, который выполняет функцию

U Ux -Uo.

где Ux - напряжение на выходе приемника 4 после включения дополнительного источника 5 излучения.

Когда на выходе приемника 4 напряжение станет равным Ux Umin, т. е. Ф Фт1п (фиг. 4), на выходе блока 7 вычитания напряжение станет равным Ux Umin - -U0.

Формула изобретения

Акселерометр, сбдержащий установленный в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде контактирующих между собой каплевидного светопоглощающего

элемента и светопроводящего элемента, нагруженных инерционной массой и закрепленных в корпусе, а также источник и приемник излучения, оптически связанные между собой через светопроводящий элемент, отличающийся тем, что. с целью уменьшения нелинейности выходной характеристики акселерометра, в него дополнительно введены источит- оптического излучения .;;HI я, опт/чес чй соединитель, схема сраьнения и блок вычитания, причем выход дополнительного источника излучения смещения через оптический световод подсоединен к первому Гл д.- - ому полюсу оптического соединителя, к второму входноМУ полюсу которого подсоединен через оптический световод выход свето - угствительного элемента, выходной полюс соедините ля опти- чески связан с приемником излучения, электрический выход которого подключен к входу

схемы сравнения и героому входу бло -я вычитания, выход схемы сравнение соединен с вторым входом блока вычитания и управляющим входом источника излучения смещения, а светопоглощзющий элемент закреплен в корпусе на мембране.

их

Mmai

Jmei

Фиг 3

От5 4 Фиг.I

mai

Uf

Фтп ф (Pmoi

Ъ

-(Ue-Umin)