Компенсационный акселерометр Советский патент 1993 года по МПК G01P15/13 G01P15/08 

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности, к измерителям линейных ускорений с компенсаци- оннымпреобразованием с магнитоэлектрическим силовым преобразователем.

В настоящее время в технике широко используются маятниковые компенсационные акселерометры, у которых выходной сигнал преобразователя положения маятника после усиления и коррекции подается в силовой преобразователь, уравновешивающий инерционный момент, вызванный ускорением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и решаемой задаче является принятый за прототип компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент, датчик положения, подключенный к усилителю следящей системы с цепью обратной связи магнитоэлектрического силового преобразователя, образованной компенсационной катушкой, подключенной к цепи из параллельно соединенных резистора и конденсатора.

Недостатком такого акселерометра является невозможность обеспечения высокой разрешающей способности в режиме точной выставки на земле со статическими ускорениями и в условиях полета с низкочастотными линейными и вибрационными ускорениями,

Целью изобретения является повышение разрешающей способности акселерометра.

Поставленная цель достигается в компенсационном акселерометре, содержащем чувствительный элемент, датчик положения, подключенный к усилителю следящей системы с цепью обратной связи магнитоэлектрическогосиловогопреобразователя, образованной компенсационной катушкой, подключенной к цепи из Ъараллельно соединенных резистора и конденсатора, тем, что в него введен нагрузочный резистор, включенный последовательно между компенсационной катушкой и RC-цепью, причем постоянная времени RC- цепи соответствует нижней частоте вибрационных воздействий.

Включение между компенсационной катушкой и RC-цепью нагрузочного резистора обеспечивает получение большего выходного сигнала акселерометра и, следовательно, большей разрешающей способности при статических ускорениях и в полосе частот пропускания акселерометра. Выбор постоянной времени RC-цепи, соответствующей нижней частоте вибрационных воздействий, обеспечивает сохранение

большой разрешающей способности при наличии вибрационных ускорений.

Повышение разрешающей способности увеличивает точность измерения ускорений.

На чертеже приведена схема соединений акселерометра на примере акселерометрас -дифференциальным трансформаторным датчиком положения.

Датчик положения 1, имеющий обмотку возбуждения, запитываемую напряжением DB, и сигнальную обмотку, подсоединен своей сигнальной обмоткой к входу усилителя 2 следящей системы акселерометра. К

выходу усилителя 2 подключены последовательно компенсационная катушка 3 магнитоэлектрического силового преобразователя с сопротивлением RCn, нагрузочный резистор 4 с сопротивлением RH, RC-цепь, состоящая из

параллельно включенных резистора 5 с сопротивлением R и конденсатора б с емкостью С. Постоянная времени RC-цепи, состоящей из параллельно включенных резистора 5 и конденсатора 6, равна:

(1) Постоянная времени Т соответствует частоте f:

. f 2Ж(2)

Частота f равна нижней частоте воздействующих вибрационных ускорений.

Акселерометр работает следующим образом. При наличии ускорения чувствительный элемент под действием инерционной

силы отклоняется от своего нейтрального положения, Это отклонение преобразуется в электрический сигнал с помощью дифференциального датчика положения 1 трансформаторного типа. После усиления в

.усилителе следящей системы 2 сигнал поступает в компенсационную катушку 3 магнитоэлектрическогосиловогопреобразователя. Магнитное поле тока, проходящего через компенсационную катушку 3, взаимодействует с полем постоянного магнита силового преобразователя, создавая компенсационную силу, уравновешивающую инерционную силу. Сила тока в компенсационной каУушке 3 пропорциональна ускорению. Одновременно тот же ток проходит через последовательно подсоединенные к компенсационной катушке 3 нагрузочный резистор 4 и резистор 5 RC-цепи, создавая на них падения напряжения,

Суммарное напряжение большей величины снимается с последовательно соединенных нагрузочного резистора 4 и резистора 5 RC- цепи. Чтобы сумма статического и вибраци- онного ускорений не превышала допустимого предела измерений, подсоединенный параллельно резистору 5 конденсатор 6 шунтирует переменную составляю- щ у ю напряжения,вызванную вибрационным ускорением, т.к. постоянная времени RC-цепи выбрана такой, что шунтирование переменной составляющей сигнала начинается с нижней частоты воздействующих вибрационных ускорений.

Так как получается больший сигнал с последовательно соединенных нагрузочного и резистора RC-цепи, то повышается разрешающая способность акселерометра.

Формула изобретения

Компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент, датчик положения, подключенный к усилителю следящей системы с цепью обратной связи магнитоэлектрического силового преобразователя, образованной компенсационной катушкой, подключенной к цепи из

параллельно соединенных резистора и конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в него введен нагрузочный резистор, включенный последовательно между компенсационной катушкой и RC-цепью, причем, постоянная времени RC-цепи соответствует нижней частоте вибрационных воздействий.