МАЯТНИКОВЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР Советский патент 2005 года по МПК G01P15/08 

Описание патента на изобретение SU1839840A1

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является акселерометр по а.с. 1839839, состоящий из чувствительного элемента с датчиками смещения и силы и формирователя сигнала обратной связи. В этом акселерометре обеспечивается необходимая минимизация вибропогрешности за счет оптимизации динамических параметров. Недостатком этого акселерометра является относительная малость угла крепления механических ограничителей отклонения подвижной системы чувствительного элемента, что затрудняет обеспечение работоспособности акселерометра при воздействии возможных ударных возмущений.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение диапазона работоспособности акселерометра при динамических возмущениях.

Поставленная цель достигается тем, что маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент с фотоэлектрическим датчиком угла и датчиком момента и формирователь сигнала обратной связи, дополнительно снабжен установленным между выходом датчика угла и входом формирователя сигнала обратной связи параллельным частотно-зависимым ограничителем напряжения, например, состоящим из последовательного соединения встречно-параллельно включенных диодов и источников напряжения с конденсатором.

На фиг.1 приведен пример структурной схемы предлагаемого акселерометра.

На фиг.2 приведена зависимость выходного напряжения датчика угла от угла отклонения маятника чувствительного элемента (ЧЭ).

Акселерометр содержит:

1 - чувствительный элемент, включающий:

2 - маятник,

3 - подвижную систему,

4 - датчик угла,

5 - датчик момента;

6 - параллельный частотно-зависимый ограничитель напряжения, состоящий из диодов V1 и V2, источников напряжения е1 и е2 и конденсатора С1;

7 - формирователь сигнала обратной связи.

Выход датчика угла 4, подключен к входу ограничителя 6, выход которого включен параллельно входу формирователя 7, выход которого соединен с датчиком момента 5.

Акселерометр работает следующим образом. Приведенная на фиг.2 характеристика характерна для применяемых в современных акселерометрах датчиков угла, выполненных на бифотодиодах, представляющих собой две светочувствительные пластины, изготовленные по единой технологии из одного кристалла полупроводника, расположенные в одном корпусе и отличающиеся высокой стабильностью характеристик. В этом случае механические ограничители (упоры) перемещения подвижной системы 3 устанавливаются при достижении выходного напряжения датчика угла, равным Umax во избежание работы с отрицательной производной по углу (график 1 фиг.2).

Предлагаемое техническое решение предусматривает ограничение выходной характеристики датчика угла на уровне порядка 0,2 Umax (график 2 фиг.2).

При отработке медленноизменяющихся измеряемых управляющих воздействий угол отклонения маятника 2 мал и напряжение на выходе датчика угла не превышает 0,01 Umax.

При воздействии динамических возмущений большой амплитуды сигнал с выхода датчика угла 4 определяется параметрами частотно-зависимого ограничителя 6, которые могут варьироваться за счет выбора типа диодов V1 и V2, напряжения источников е1 и е2 и конденсатора С1. При этом допустимый угол отклонения маятника 2 увеличивается в 1,7-2 раза, что позволяет при величине реализуемого в акселерометре восстанавливающего момента значительно увеличить диапазон отрабатываемых ударных возмущений или при определенных параметрах ударного воздействия уменьшить величину максимального реализуемого восстанавливающего момента. Действительно, выражение для угла отклонения маятника 2 при действии импульсного возмущения с амплитудой, превышающей диапазон линейности акселерометра, имеет вид:

где

, τu - механический момент от импульсного возмущения и его длительность,

Mb - восстанавливающий момент обратной связи;

Trэ, Kg - постоянная времени и коэффициент демпфирования чувствительного элемента.

Приведенное выражение определяет связь угла отклонения маятника 2 от параметров ударного воздействия и величины восстанавливающего момента датчика момента 5.

Конденсатор С1 определяет частотную зависимость параметров ограничителя 6, что необходимо в связи с обратно пропорциональной зависимостью длительности ударных возмущений от их амплитуды, а также обеспечивает требуемые динамические параметры акселерометра при воздействии динамических возмущений.

Похожие патенты SU1839840A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ КОМПЕНСАЦИОННЫМ АКСЕЛЕРОМЕТРОМ 1979
  • Глазов Александр Васильевич
  • Смирнов Евгений Семенович
SU1839854A1
Компенсационный акселерометр 1974
  • Глазов А.В.
  • Смирнов Е.С.
SU1839839A1
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР 1983
  • Виноградов Евгений Иванович
  • Глазов Александр Васильевич
  • Григорьев Лев Петрович
  • Кербер Виктория Ивановна
  • Смирнов Евгений Семенович
  • Юрасов Владислав Владимирович
SU1840734A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЕНСАЦИОННОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА 1981
  • Глазов Александр Васильевич
  • Смирнов Евгений Семенович
SU1839835A1
Способ обеспечения виброустойчивости маятникового акселерометра линейных ускорений с цифровой обратной связью и виброустойчивый маятниковый акселерометр 2015
  • Гребенников Владимир Иванович
  • Калихман Лариса Яковлевна
  • Калихман Дмитрий Михайлович
  • Нахов Сергей Федорович
  • Скоробогатов Вячеслав Владимирович
  • Смирнов Евгений Семенович
RU2615221C2
МАЯТНИКОВЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР 1979
  • Виноградов Евгений Иванович
  • Глазов Александр Васильевич
  • Григорьев Лев Петрович
  • Смирнов Евгений Семенович
SU1839834A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАРЦЕВОГО МАЯТНИКОВОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Седышев Владимир Антонович
  • Гребенников Владимир Иванович
  • Депутатова Екатерина Александровна
  • Скоробогатов Вячеслав Владимирович
  • Лутченко Андрей Васильевич
  • Красников Дмитрий Валерьевич
  • Максименко Владимир Ефимович
  • Нахов Сергей Федорович
  • Немкевич Виктор Андреевич
  • Казаков Сергей Васильевич
RU2533750C1
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР С ДИСКРЕТНЫМ ВЫХОДОМ 1978
  • Глазов Александр Васильевич
  • Смирнов Евгений Семенович
SU1839853A1
Способ определения нестационарных углов тангажа и крена и устройство для его реализации 2022
  • Анохина Елена Николаевна
  • Горбушин Антон Роальдович
  • Козик Александр Евгеньевич
  • Крапивина Екатерина Александровна
RU2780360C1
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МАЯТНИКОВЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР 2013
  • Вартанова Лидия Григорьевна
  • Воронков Александр Владимирович
  • Межирицкий Ефим Леонидович
  • Подругин Роман Александрович
  • Смирнов Евгений Семенович
  • Юрлов Федор Александрович
RU2559154C2

Иллюстрации к изобретению SU 1 839 840 A1

Реферат патента 2005 года МАЯТНИКОВЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: акселерометр содержит чувствительный элемент с маятником, датчиком угла и датчиком момента. Формирователь сигнала обратной связи включен между датчиком угла и датчиком момента. Кроме того, датчик содержит параллельный частотно-зависимый ограничитель напряжения, установленный между выходом датчика угла и входом формирователя сигнала обратной связи. Указанный датчик может быть выполнен из встречно-параллельно включенных диодов, с каждым из которых последовательно включен источник опорного напряжения, и конденсатора, соединенного последовательно с источниками опорного напряжения. Технический результат: повышение точности и расширение диапазона работоспособности акселерометра при динамических возмущениях. 2 ил.

Формула изобретения SU 1 839 840 A1

1. Маятниковый компенсационный акселерометр, содержащий чувствительный элемент с маятником, датчиком угла и датчиком момента и формирователь сигнала обратной связи, включенный между датчиком угла и датчиком момента, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, при динамических возмущениях он снабжен параллельным частотно-зависимым ограничителем напряжения, установленным между выходом датчика угла и входом формирователя сигнала обратной связи.2. Маятниковый компенсационный акселерометр по п.1, отличающийся тем, что параллельный частотно-зависимый ограничитель выполнен из встречно-параллельно включенных диодов, последовательно с каждым из которых включен источник опорного напряжения, и конденсатора, соединенного последовательно с источниками опорного напряжения.

SU 1 839 840 A1

Авторы

Глазов Александр Васильевич

Смирнов Евгений Семенович

Сотников Евгений Александрович

Юрасов Владислав Владимирович

Даты

2005-08-10Публикация

1979-03-29Подача