Акселерометр Советский патент 1975 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при измере}1ии ускорений.

Известные акселерометры, содержащие датчик ускорения с частотным выходом, установленный на роторе, и счетный регистратор, обладают недостаточиой точностью из-за у.хода частоты сигнала при нуле ускорения.

Предлагаемый акселерометр снабжен двумя датчиками положения ротора, установленными в диаметрально противоположных точках, триггером, входы которого соединены с выходами датчиков положения, и двумя электронными ключами, управляющие входы которых соединены с выходами триггеров, а коммутационные цепи - с входами счетного регистратора и с выходом датчика ускорений.

Это позволяет увеличить точность измерения ускорения за счет исключения влияния дрейфа частоты датчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого акселерометра.

Акселерометр состоит из датчика ускорения - чувствительного элемента J, расположенного на роторе датчика, электронного коммутатора 2, электрически через токосъемник связанного с чувствительным элементом, датчиков 3 положения ротора и регистрирующего устройства 4.

Датчик ускорения - чувствительный элемент состоит, например, из кварцевого пьезоэлектрического вибратора, нагруженного инернионной массой и включенного в электронную схему генератора. Коммутатор содержит электронные ключи 5, управляемые триггером 6, состояние которого устанавливают сигналы датчиков 5 положения. Регистрирующее устройство содержит реверсивный счетчик 7 и индикатор 8.

Устройство работает следующим образом.

Под действием ускорения инерционная масса деформирзет кварцевый вибратор ил1 другой датчик ускорения с частотным выходом. Частота механических колебаний вибратора, а следовательно, и электрических колебаний генератора, меняется пропорционально величине деформации. В процессе вращения вибратор нодвергается попеременно деформациям сжатия и растяжения; при этолг частота генератора соответственно увеличивается и уменьшается от номинальной.

Два датчика 3 положения размещены в диаметрально противополож1 ых точках статора и сигналы с них поступают на триггер 6 через половину оборота ротора. Управляемые триггером ключи 5 пропускают сигнал чувствительного элемента на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 в течение одной половины оборота ротора и на вычитающий вход - за вторую половину оборота.

3

|При равномерном вращении количество импульсов п, накопившееся на счетчике за один оборот, составит:

г

« - (А,-2 + )i . d/l -

/ Д/ Г

А. Щ sinu)/ dt , J г,

где /„ - номинальная частота вибратора; Л;; - период оборота датчика; со - угловая скорость вращения; V - чувствительиость чувствительного

элемента к ускорению; q - величина ускорения. Моменты ь /2 и 3 соответствуют началу, середине и концу оборота н совпадают с сигпалами датчиков положення. Так как /2-1

Д 9 , то II sin (ot df

Zj

- .

т:

За любой отрезок времени Т, целое число оборотов, количество на отсчетном устройстве датчика

,. 2vT N д.

к

гл

Откуда: -у „j Приведенные выражения показывают, что в преДоТагаемом устройстве пз результатов исключена частота кварцевого вибратора f,, и, следовательно, ее медлениью изменення (существенно меньшие скорости вращения).

Акселерометр способен измерять две составляющие ускорения, расположенные в

плоскости, перпендикулярной оси вращения. Для этого он может содержать два дополнительиы.х диаметрально расположенных датчика положения, сдвинутых относительно первых на угол, например, равиый 90°. Дополпнтельный электронный коммутатор, соединенный с дополнительными датчиками положения, выделяет вторую составляющую ускорения, перпендикулярную первой.

Предмет изобретения

Акселерометр, содержащий датчик ускорения с частотным выходом, уста 1овленный на роторе, и счетный регистратор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, он снабжен двумя датчиками иоложеиия ротора, установленными в диаметрально нротивоположиых точках, триггером, входы которого

соединены с выходами датчиков положения, и двумя электронными ключами, управляющие входы которых соединены с выходами триггеров, а коммутационные цепи - с входами счетного регистратора и с выходом датчнка ускорений.