ТРЕХКОМГЮНЕНТНЫЙ ЭЛЕКРОСТАТИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01P15/18 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны трехкомнонентные электростатические акселерометры, содержащие шар, размещенный в корпусе, снабженном по каждой из осей электростатическим подвесом, образованным дифференциальным электростатическим датчиком положения, полым цилиндрическим электродом и схемой управления.

Для повыщения точности измерения предлагаемый акселерометр снабжен вторым электродом, выполненным в виде цилиндрического тела с вогнутым сферическим основанием, установленным соосио внутри первого электрода и отделенным от него электродом датчика положения, при этом торцовые поверхности обоих электродов, обращенные к щару, выполнены по одной сфере и имеют одинаковые площади, а торцовая поверхность электрода датчика положения выполнена также сферической и удалена от внутренней сферы корпуса на больщее расстояние, чем другие электроды.

На фиг. 1 изображена пробка-держатель электродов акселерометра, разрез; на фиг. 2 - электростатический подвес шара по вертикальной оси.

Пробка-держатель электродов образована полым металлическим телом 1, ограниченным с одной стороны плоской поверхностью 2, а с

2

другой - поверхностью в форме сферического кольца 3 сферы, ограничивающей внутренний объем корпуса (на чертеже не показан). Внутри тела 1 помещен изолирующий диск 4,

несущий в своем центре электрод 5 управления ьоложением в форме цилиндрического тела с вогнутым сферическим основанием бис выводом 7, служащим для выполнения соединения. РЬолирующий диск снабжен вторым

электродом 8 управления положением, концентрическим с первым и имеющим фор.му полого цилиидра, ограниченного кольцевой сферической поверхностью 9, принадлежащей к той же сфере, что и сферическое основание 6,

и имеющего площадь той же величины. Другая сторона электрода 9 имеет соединение 10. Изолирующий диск 4 несет также электрод 11 датчика пололсения, концентрический с обои.ми первыми, вьшолненный в форме цилиндрического кольца, ограниченного кольцевой сферической поверхностью 12 и снабженного выводом 13 с противоположной стороны.

Во избежании влияния на щар 14 зарядов изолирующего диска 4 тело 1, электроды 5, 8

и 11 образуют экран между изолирующим диском и шаром 14.

Все электроды находятся на расстоянии от корнуса нробки-держателя, сферическое кольцо 3 которого ограничивает внутреннюю полость. Это позволяет избежать контакта с ша и- -JO

,-:,

. ..,429591

i ;«

ром, когда он не находится в обычном рабочем положении, и упростить конструкцию акселерометра благодаря исключению упоров, предусматриваемых внутри корпуса в известных акселерометрах.

В предлагаемом акселерометре электроды 5 и 8 управления положением находятся на расстоянии 1 мм, а электрод 11 датчика положения - на расстоянии 30 мк.

Удаление электродов 5 и 8 от шара 14 позволяет поддерживать в больших пределах температурных изменений постоянный коэффициент чувствительности акселерометра, так как движения шара 14 очень небольшие по сравнению с создаваемым зазором.

Конденсаторы, образованные электродами 11 и шаром 14, шунтированные конденсаторами 15 и 16 переменной емкости, входят в мост, образованный индуктивностями 17 и 18, составленными вторичной обмоткой трансформатора, первичная обмотка 19 которого питается от генератора 20.

Обшая точка индуктивностей 17 и 18 соединена с одной стороны с входом усилителя 21, а с другой - с корпусом через настроечный контур, имеющий параллельно включенные переменные конденсатор 22 и индуктивность 23.

Перемеш,ение шара 14 под воздействием измеряемого ускорения, например в паправлении, указанном на чертелсе стрелкой а, создает сигнал разбаланса, который усиливается усилителем 21 и детектируется синхронным детектором 24. Затем сигнал подается на корректор 25 и направляюш,ую схему 26. С выхода схемы 26 сигнал с уровнем, пропорциональным перемеш,ению шара 14, подается на вход усилителя 27. Последний питает двумя напряжениями равной величины и в противофазе электроды 5 и 8 пробки-держателя 1, которые притягивают шар 14.

При перемещении шара в противоположном направлении схема 26 возбуждает вход усилителя 28, который питает двумя напряжениями равной величины и в противофазе электроды управления положением противоположной пробки. Результирующая электростатических зарядов, создаваемых обоими концентрическими электродами управления одной и той же пробки, питаемых напряжениями равной величины и в противофазе, равна нулю. Значит любое взаимодействие между зарядами, создаваемыми электродами управления по ьсем трем осям акселерометра, устраняется.

Предмет изобретения

Трехкомпонентный электростатический акселерометр, содержащий шар, размещенный в корпусе, снабженном по каждой из осей электростатическим подвесом, образованным дифференциальным электростатическим датчиком положения, полым цилиндрическим электродом и схемой управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, он снабжен вторым электродом, выполненным в виде цилиндрического

тела с вогнутым сферическим основанием, установленным соосно внутри первого электрода и отделенным от него электродом датчика положения, при этом торцовые поверхности обоих электродов, обращенные к шару-,

выполнены по одной сфере и имеют одинаковые площади, а торцовая поверхность электрода датчика положения выполнена также сферической и удалена от внутренней сферы корпуса на больщее расстояние, чем другие

электроды.

, Y/.- / с

- I 1 ;7 ,

Л

7J

// 2

Т :у;;-|

Щ1

.Г гх х/

№nrf

i

К; ; c-lh

S (

i±- n

Jjy...|

..3

Sj

i Г-/j-r ,g ...