Маятниковый компенсационный акселерометр Советский патент 1992 года по МПК G01P15/08 

Фц.8.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке акселерометров.

Известен маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий подвижную часть с маятником, установленную в опорах, фотоэлектрический датчик угла, датчик момента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий подвижную систему с маятником, установленную в опорах, щелевой модулятор светого потока, жестко связанный с подвижной системой, фотоэлектрический датчик угла, выход которого через усилитель связан с датчиком момента.

Недостатком этих акселерометров является наличие погрешности измерения, вызванной осевым зазором в опорах, необходимым для исключения возможности заклинивания подвижной системы прибора при изменении температуры окружающей среды. Величина этого зазора определяется значением температурного диапазона пребывания акселерометра и коэффициентом линейного расширения материала подвижной системы. В современных типах акселерометров этот зазор составляет (50-80) мкм и обеспечивается конструктивно при сборке и регулировке прибора.

При действии знакопеременного ускорения, направленного вдоль оси подвеса подвижной системы акселерометра, последняя перемещается в опорах в пределах осевого люфта, что приводит к изменению положения измерительной оси прибооа и, как следствие, к дополнительной ошибке при измерении ускорения.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешностей, обусловленных нежесткостью оси подвижной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном маятниковом компенсационном акселерометре, содержащем корпус, подвижную систему с маятником, ось которой закреплена на опорах, усилитель, датчик момента и фотоэлектрический датчик угла с щелевым модулятором, выход которого соединен обратной связью через усилитель с датчиком момента, оптическая ось фотоэлектрического датчика угла ориентирована перпендикулярно, а его щелевой модулятор установлен параллельно оси подвеса подвижной системы.

На фиг. 1 представлена схема акселерометра; на фиг. 2 - схема функционирования фотоэлектрического датчика угла при осевом перемещении подвижной системы.

Акселерометр содержит подвижную систему 1 с маятником (не показан), установленную в опорах 2, фотоэлектрический датчик угла, содержащий модулятор3 светового потока, излучающий диод 4, фотоприемники 5. Модулятор 3 светового потока жестко установлен на подвижной системе 1 параллельно ее оси, имеется также датчик 6 момента с обмоткой обратной связи, усилитель 7 и корпус 8. При этом оптическая ось фотоэлектрического датчика угла перпендикулярна оси подвеса подвижной системы 1, а выход фотоэлектрического датчика угла через усилитель 7 соединен с датчиком 6

момента. Модулятор 3 выполнен щелевым или в виде прямоугольной заслонки.

Акселерометр работает следующим образом.

При действии измеряемого ускорения

на неуравновешенную массу (маятник) возникает инерционный момент, который отклоняет подвижную систему 1 с жестко закрепленным на ней модулятором 3. Угол поворота подвижной системы 1 преобразуется фотоэлектрическим датчиком угла в электрический сигнал в результате освещения фотоприемников 5 потоком излучения излучающего диода 4. Этот сигнал через усилитель 7 поступает на датчик 6 момента,

создавая компенсирующий момент, пропорциональный проекции действующего ускорения 1Г на измерительную ось акселерометра. При этом перемещение подвижной системы 1 вдоль осевого люфта ДI под

действием проекции ускорения зГна ось подвеса не будет влиять на положение измерительной оси, так как это перемещение происходит в направлении, параллельном оси симметрии фотоприемников 5 (фиг. 2) и

не вызывает изменения освещения фото- приемников,

Таким образом, нестабильность измерительной оси, вызыванная осевой нежесткостью подвеса подвижной системы и составляющая для известного акселерометра величину порядка 40 угл. с, в предлагаемой конструкции акселерометра исключается, что приводит к повышению его точности.

Формула изобретения

Маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий корпус, подвижную систему с маятником, ось которой закреплена на опорах, усилитель, датчик момеюа и

неподвижно закрепленный на корпусе фотоэлектрически: : датчик угла со щелевым - модулятором, выход которого соединен обратной связью через усилитель с датчиком момента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешностей, обусловленных нежесткостью оси подвижной системы, оптическая ось фотоэлектрического датчика угла

ориентирована перпендикулярно, а плоскость пластины щелевого модулятора параллельна оси подвеса подвижной системы.

Использование: при разработке акселерометров маятникового компенсационного типа. Сущность изобретения: акселерометр содержит подвижную систему (1) с маятником, установленную в опорах (2), фотоэлектрический датчик угла, содержащий щелевой модулятор (3), источник света (4) и фотоприемники (5). Модулятор (3) светового потока жестко установлен на подвижной системе

V

Фаг. 2.