Устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений Советский патент 1993 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для проверки и градуировки низкочастотных линейных акселерометров.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства.

На фиг.1 и фиг.2 представлена структурная схема устройства, главный вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из основания 1, аэростатической поворотной опоры, содержащей неподвижную часть 2 и подвижную часть - маятник 3, выполненный в виде сферического сегмента большого радиуса,

на котором установлен двухкоординатный измерительный прибор 5, причем маятник 3 снабжен платформой 4 для крепления исследуемого акселерометра 6 и сферической аэростатической направляющей (на фиг, 1,2 не показана). Зазор между неподвижной частью и маятником 3 заполнен газом, подводимым к аэростатической опоре по каналам, проходящим через основание 1, неподвижную часть 2 и сферическую аэростатическую направляющую от источника сжатого газа (на фиг.1, 2 не показано). На неподвижной части 2 закреплена крестообразная жесткая рама 8, в которой установлен с возможностью вращения вертикально вал 9, один конец которого через червячную пару 10 соединен с приводом 11, обладающим возможностью медленного реверсивного вращения и установленного на раме 8, а на другой - надет стакан 12 и связан с ним через регулировочный дифференциальный винт 13, причем наружная поверхность вала 9 является направляющей, элемент препятствующий угловому развороту стакана 12 при его вертикальном перемещении с помощью регулировочного дифференциального винта 13 (на фиг.1, 2 не показан). Четыре кронштейна 14 расположены крестообразно и жестко связаны с стаканом 12. Четыре пьезотолкателя 15, представляющие из себя пьезоэлементы, работающие в режиме обратного пьезоэффекта, установлены в кронштейнах 14 и зажаты между опорными винтами 16 и пневмобашмаками 17, состоящими из воздушных каналов с соплами на фиг. 1, 2 не показано), которые упруго связаны с стаканом 12 упругими шарнирами 18, выполненными в виде двух плоскопараллельных балочек прямоугольного сечения. Зазор 19 между платформой 4 и пневмобашмаками 17 заполнен газом, подаваемым по воздушным каналам от источника сжатого газа (на фиг.1, 2 не показан). Первый генератор электрических колебаний 20 одновременно подключен к контрольному прибору 21 и двум пьезотолкателям 15.расположен- ным симметрично относительно поперечной оси устройства У-У,причем к одному он подключен прямо, а к другому - через первый фазовращатель 22. Второй генератор электрических колебаний 23 подключен одновременно к контрольному прибору 24 и двум пьезотолкателям 15, расположенным симметрично относительно продольной оси устройства X-Х, причем к одному он подключен прямо, а к другому - через второй фазовращатель 25. Датчик угла 26 установлен на торцевой поверхности стакана 12 соосно с валом 9 и подключен к контрольному прибору 27.

Устройство работает следующим образом.

Регулировкой дифференциальным винтом 13 и опорными винтами 16 необходимо

привести маятник 3 в исходное положение, например, в плоскость горизонта, за счет воздействия струй газа, истекающего из сопел пневмобашмаков 17, которые создают вращающие моменты, приложенные к маятнику 3, относительно осей вращения Х-Х, Y-Y нужного знака.

Для создания вынужденных гармонических колебаний вокруг оси Y-Y маятника 3 с установленными на платформе 4 исследу5 емым акселерометром 6 необходимо с первого генератора электрических колебаний 20 подать на пьезотолкатели 15 равные по величине и противоположные по фазе гармонические сигналы. Фазовый сдвиг одного

0 сигнала относительно другого осуществляется с помощью первого фазовращателя 22. В результате возникает противофазное линейное смещение пневмобашмаков 17 относительно исходного положения,

5 изменяющееся по гармоническому закону, приводящее к пропорциональному изменению зазоров 19 и соответственно к появлению пар сил, создающих момент вращения маятника 3 относительно оси Y-Y разного

0 знака за счет усилий, прикладываемых к платформе 4 струями сжатого газа, истекающего из пневмобашмаков 17. Для создания вынужденных гармонических колебаний вокруг оси X-Х маятника 3 необ5 ходимо подать со второго генератора электрических колебаний 23 подать гармонический сигнал на другую, подключенную на выход пару пьезотолкателей 15. Для создания вынужденных гармонических

0 колебаний одновременно вокруг двух осей X-Х и Y-Y необходимо подать гармонические сигналы одновременно с первого и второго генераторов электрических колебаний 20, 23. Контроль, подаваемых с генераторов

5 20, 23 электрических сигналов осуществляется контрольными приборами 21, 24. Для изменения плоскости отклонения маятника 3 относительно исходного положения необходимо перед началом работы развернуть с

0 помощью привода 11 через четвертую пару 10 на заданный угол вал 9 и связанные с ним через стакан 12 кронштейны 14 и пневмо- башмаки 17 вокруг вертикальной оси симметрии маятника 3. соответствующий

5 требуемому углу разворота плоскости колебаний маятника 3 относительно исходного положения. Величина угла разворота измеряется датчиком угла поворота 26 с измери- тельным прибором 27. Затем по вышеописанной методике необходимо подать электрический сигнал с первого 20 или второго 23 генератора или одновременно с обоих на пьезоэлектрические толкатели 15, которые вызывают пропорциональное смещение пневмобашмаков 17 и разворот маятника 3 с исследуемым прибором 6 в заданной плоскости.

Устройство позволяет кроме того задавать режим испытания акселерометра 6. при котором производится изменение плоскости отклонения маятника 3 одновременно с заданием, например, угла отклонения. Для этого необходимо задать с помощью привода 11 медленный разворот вала 9 и связанных с ним через стакан 12 кронштейнов 14с пневмобашмаками 17 одновременно с подачей электрического сигнала на пьезотолкатели 15. Контроль изменения угла разворота плоскости отклонения маятника 3 производится с помощью датчика угла 26 и контрольного прибора 27.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа, позволяя существенным образом расширить его эксплуатационные возможности, за счет изменения плоскости отклонения маятника с исследуемым акселерометром, в том числе в процессе работы устройства, и одновременного отклонения вокруг двух осей.

Формула, изобретения Устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений, содержащее основание, аэростатическую поворотную опору, состоящую из неподвижной части и подвижной части, которая выполнена в виде маятника с платформой для крепления исследуемого акселерометра, два симметрично установленных относительно оси маятника блока, каждый из которых содержит пневмобаш- мак на упругом шарнире, установленный с зазором относительно платформы, пьезотолкатель, зажатый упругим шарниром е кронштейне между опорным винтом и башмаком, при этом пьезотолкатель одного блока подключен прямо, а другой - через 5 фазовращатель на выход генератора электрических колебаний, к выходу которого также подключен контрольный прибор, стакан, ось симметрии которого расположена вертикально, дифференциальный регулировоч0 ный винт, связанный со стаканом через направляющую и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей.-в устройство введены привод, рама,

5 вал, второй фазовращатель, второй генератор электрических колебаний, два контроль- ных прибора, датчик угла и два дополнительных симметрично установленных относительно оси маятника блока, каж0 дый из которых содержит пневмобашмак на упругом шарнире, установленный с зазором относительно платформы, пьезотолкатель, зажатый упругим шарниром в кронштейне между опорным винтом и башмаком, при

5 этом пьезотолкатель одного блока подключен прямо, а другой - через второй фазовра- щатель на выход второго генератора электрических колебаний.к выходу которого подключен второй контрольный прибор,

0 причем упругие шарниры всех четырех пневмобашмаков и кронштейны связаны со стаканом и лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях и связаны со стаканом, направляющей для которого служит один

5 конец вала, установленный вертикально в раме с возможностью вращения и связанный другим своим концом с приводом, при этом дифференциальный регулировочный винт ввернут в торцевую поверхность вала,

0 датчик угла, установленный по оси вращения, подключен к третьему контрольному прибору, а измерительным прибором является двухкоординатный наклономер.

Q26 IГ 10

2 {6з / / 5 / tte-l.

LJi

Редактор Л.Волкова

л .

Фиг.г

Составитель А.Александров

Техред М.МоргенталКорректор Н.Король

1818591

9 12

M /6 /5/7 /8

Использование: устройство для воспроизведения постоянных и низкочастотных гармонических ускорений относится к области приборостроения и может быть использовано для поверки акселерометров. Сущность изобретения: устройство состоит из аэростатической поворотной опоры, подвижной частью которой является маятник, выполненный в виде сферического сегмента большого радиуса, на котором установлен исследуемый акселерометр. Механизм отклонения маятника от положения равновесия выполнен в виде четырех пневмобашмаков, управляемых пьезотолкателями, подключенными попарно на выход генераторов электрических колебаний, один прямо, а другой - через пьезовраща- тель. Пьезотолкатели установлены в кронштейнах, жестко связаны с стаканом, имеющим возможность вертикального смещения вдоль вала, являющегося для него направляющей, причем вал связан с приводом и имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси симметрии устройств а, перемещая таким образом пневмобашмаки относительно маятника. Устройство работает следующим образом. После подачи электрического сигнала на пьезотолкатели, вызывающие-пропорциональное этим сигналам смещение пневмобашмаков за счет воздействия струй газа, истекающих из них, маятник с исследуемым прибором отклоняется от плоскости горизонта. Для изменения плоскости отклонения маятника необходимо развернуть с помощью привода пневмобашмаки на требуемый угол, контроль которого осуществляется с помощью прибора, подключенного к датчику угла. Таким образом, устройство позволяет изменять плоскость отклонения маятника, , задавать отклонение маятника вокруг двух взаимоперпендикулярных осей. 2 ил. ё 00 00 ел ч