Устройство для определения поперечной чувствительности акселерометров Советский патент 1992 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения характеристик акселерометров.

Как известно, при измерении параметров ударного ускорения с помощью пьезоэлектрических акселерометров возникает ряд погрешностей. Одна из них из-за влияния поперечных составляющих ускорения. Поэтому необходимо знать чувствительность акселерометра к ускорениям, действующим перпендикулярно его геометрической оси.

Известно устройство для определения поперечной чувствительности акселерометров (а. с. СССР № 282778, кл. G 01 Р 15/02), содержащее цилиндрическую консольную балку, один конец которой укреплен в основании, а на другом конце расположен акселерометр. Имеется электромагнитная система возбуждения, состоящая из катушки подмагничивания и двух пар электромаг- нитов. Электромагниты электрически

соединены с делителем напряжения и фазовращателем, на который подается напряжение возбуждения. Оси электромагнитов взаимно перпендикулярны. Катушку подмагничивания подключают к источнику постоянного напряжения, а фазовращателя - к источнику переменного напряжения, частота которого меняется в требуемых пределах. Изменяя с помощью делителя и фазовращателя напряжение на электромагнитах и сдвиг фаз между ними, поворачивают плоскость колебаний цилиндрической балки, поддерживая ее амплитуду постоянной. Таким образом балка подвергается поперечным колебаниям в своей средней части, а акселерометр испытывает вибрационные ускорения-перпендикулярно своей геометрической оси.

Принимая одно из положений колебаний за начальное и затем ставя в соответствие угол отклонения от этого положения и амплитуду выходного сигнала акселерометpa, получают диаграмму поперечной чувствительности акселерометра.

Однако, в известном устройстве воспроизведение ускорений происходит в вибрационном режиме. Следовательно, на результаты исследований оказывает влияние амплитудно-частотная характеристика акселерометра. И на различных частотах акселерометр может иметь различный коэффициент передачи в зависимости от соотношения воздействующей частоты и собственной частоты акселерометра. Кроме того, в этом устройстве достаточно сложно поддерживать постоянной амплитуду колебаний. Это обусловлено тем, что плоскость приложения воздействующей силы электромагнитов к консольной балке лежит значительно ниже плоскости установки акселерометра. Поэтому даже незначительное отклонение амплитуды возбуждающей силы от заданной вызывает существенное отклонение в амплитуде колебаний конца консольной балки, а следовательно, и амплитуды ускорений, действующих на акселерометр.

Следует отметить также низкий уровень амплитуд воспроизводимых ускорений, связанный с ограниченными возможностями используемого возбудителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для определения поперечной чувствительности акселерометров по заявке N 4801134/10 того же заявителя от 11.03.1990 г.

Устройство содержит два кривошипа ведомый и ведущий, соединенные спарником. Вал одного из кривошипов связан с электродвигателем, на этом же валу установлены тахогенератор, связанный с двигателем и датчик угла поворота. На спарнике закреплен градуируемый акселерометр так, что его геометрическая ось перпендикулярна спарнику.

При включении электродвигателя кривошипа начинают вращение, приводя в движение спарник. При этом сггарник совершает круговое поступательное движение.

По свойствам кругового поступательного движения каждая точка спарника имеет при движении одинаковые траекторию, скорость и ускорение, причем вектор ускорения совершает вращение вокруг точки. Поэтому акселерометр, закрепленный на спарнике испытывает ускорение, вектор которого вращается вокруг оси акселерометра.

При достижении заданной скорости вращения кривошипов, которая поддерживается на заданном уровне с помощью тахо- генератора, датчик угла поворота о каждый момент времени выдает сигнал пропорциональный углу поворота. При этом, с акселерометра поступает сигнал от действия ускорения. По показаниям акселерометра и датчика угла поворота строят круговую диаграмму поперечной чувствительности. Однако известное устройство для опре0 деления поперечной чувствительности акселерометров обладает большими габаритными размерами,

Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров.

5 Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для определения поперечной чувствительности акселерометров, содержащем два кривошипа, один из которых ведущий, второй - ведомый, вал

0 ведущего кривошипа, привод, спарник для крепления акселерометра, датчик угла поворота и тахогенератор, введен второй спарник, жестко скрепленный с неподвижно установленным упомянутым валом веду5 щего кривошипа, при этом, ведущий кривошип выполнен в виде ротора, а второй-ведомый кривошип шарнирно присоединен ко второму спарнику так, что кривошипы и спарники образуют параллелограммный

0 механизм.

Заявителю не известны аналоги и другие технические решения, в которых содержится неподвижный спарник жестко скрепленный с неподвижно установленным

5 валом ведущего кривошипа.

Таким образом, предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию Существенные отличия.

На фиг. 1 изображена схема предлага0 емого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для определения поперечной чувствительности акселерометров (фиг. 1) содержит неподвижное основание 1,

5 на котором неподвижно закреплен вал 2. На вал 2 насажен с возможностью вращения ведущий кривошип 3, выполненный в виде ротора. Имеется привод 4 ведущего кривошипа 3, а также ведомый кривошип 5 и два

0 спарника 6 и 7 кривошипов 3 и 5. При этом, спарник 6 неподвижный и жестко скреплен с упомянутым валом 2, спарник 7 подвижный и шарнирно подвешен к ведущему кривошипу 3, а ведомый кривошип 5 шарнирно

5 подсоединен к неподвижному спарнику 6 и подвижному спарнику 7, так что кривошипы 3 и 5 и спарники б и 7 образуют параллелограммный механизм. Кроме того, привод 4 имеет тахогенератор 10. На подвижном спарнике 7 крепится испытуемый акселерометр 9, а на основании 1 датчик угла поворота 8, связанный с ведущим кривошипом 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода 4 ведущий кривошип-ротор 3 начинает вращение, приводя в движение спарник 7 и ведомый кривошип 5, Поскольку образован параллелограмм- ный механизм, а спарник 6 неподвижен, то спарник 7 совершает круговое поступательное движение. При этом, акселерометр 9 закрепленный на спарнике 6, испытывает ускорение, вектор которого вращается вокруг оси акселерометра 9. При достижении заданной скорости вращения кривошипов 3 и 5, которая поддерживается на заданном уровне с помощью тахогенератора 10, датчик угла поворота 8 в каждый момент времени выдает сигнал пропорциональный углу поворота спарника 7. При этом, акселерометр 9 вырабатывает сигнал от действия ускорения. По показаниям акселерометра и

й

датчика угла поворота строят круговую диаграмму поперечной чувствительности.

Таким образом, предлагаемое устройство для определения поперечной чувстви- 5 тельности акселерометров обладает малыми габаритными размерами.

Формула изобретения Устройство для определения попереч10 ной чувствительности акселерометров, содержащий два кривошипа, один из которых- ведущий, связанный с валом и выполненный в виде ротора, а другой - ведомый, привод спарник для крепления акселеро15 метра, датчик угла поворота, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров, в него введены тахо- генератор и спарник, жестко скрепленный с неподвижно установленным валом ведуще- 20 го кривошипа, при этом ведомый кривошип шарнирно присоединен к второму спарнику так, что кривошипы и спарники образуют параллелограммный механизм.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: на неподвижном основании неподвижно закреплен вал. На этот вал насажен с возможностью вращения ведущий кривошип, выполненный в виде ротора. Имеется привод ведущего кривошипа, а также ведомый кривошип и два спарника ведущего и ведомого кривошипов. При этом один спарник неподвижный и жестко скреплен с валом, а другой спарник подвижный и шарнирно подвешен к ведущему кривошипу, а ведомый кривошип шарнирно подсоединен к неподвижному спарнику и подвижному спарнику, так что кривошипы и спарники образуют параллелограммный механизм. 3 ил.

Фс/с. 1

/4 - /4 ловерну/гго 6

фие. 2

В - б

/

фиг.З