Устройство для градуировки акселерометров Советский патент 1976 года по МПК G01P21/00 

1

Изобретение относится к области метрологии и измерительной техники, в частности, к градуировочным и испытательным средствам акселерометров.

Известны устройства для создапая линейных ускорений (1), содержащие платформу с приводом вращения вокруг гор;13онтальной оси.

Недостатком известных устрой,:тв является невозможность создания одновременно дергствующих на испытываемый прибор постоянного и перемеиного низкочастотного линейных ускорений.

Целью изобретения является создание одновременно действующих на инерционный элемент испытываемого прибора переменных и постоянных низкочастотных линейных ускорений.

Это достигается тем, что испытываемый прибор закреплен в герметичном щарообразном теле с возможностью изменения относительного расстояния между центром тяжести инерционного элемента прибора и осью вращения ротора, а по другую сторону оси вращения на одной оси с нрибором зчкреплен балансный груз.

На чертеже показано описываемое устройство, состоящее из корпуса, включающего в себя цилиндрический ротор 1 и две винтовые крыщки 2 и 3, обеспечивающие герметичность

внутренней полости корпуса. Через отверстие в крыщке 2 во внутреннюю полость корнуса заливают жидкость 4. Отверстия затем заглущаются пробками 5 и 6. При помощи осей 7, проходящих через геометрическ. центр цилиндрического ротора перпендикулярно его вертикальной оси У У , последний крепится в опорах основания 8 и приводится во вращение от внешнего двигателя с угловой скоростью со, пропорциональной частоге задаваемых низкочастотных линейных ускорений. Б роторе 1 при помощи круглых мембран 9, имеющих сквозные концентрические пазы 10 надмембранных полостей при заполнении ротора 1 жидкостью 4, закреилеио герметичное шарообразное тело И, состоящее из двух идентнчных полусфер. Впутренняя полость тела герметизируется нрн помощи резиновых прокладок 12 и крепежных винтов 13. Жесткость мембран 9 выбирается такой, чтобы собственная частота соо подвеса герметичного тела 11 была выше максимальной частоты задаваемых низкочастотных линейных ускорений, т. е. чтобы обеспечивались вынужденные колебания. Внутри полого герметичного шарообразного тела 11 расположена платформа 14, на которой при помощи двух зажимов 15 закренлен кронщтейн 16, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения привода ротора XX, проходит через центр шарообразного тела 11 и совпадает с продольной осью У У ротора 1. На кронштейне по одну сторону от оси вращения XX закреплен испытываемый прибор (акселерометр) 17 таким образом, что его ось чувствительности совпадает с осью YY. Кронштейн с акселерометром при ослаблении зажимов 15 может 11еремеш,аться относительно платформы 14, вдоль продольной оси YY ротора 1, изменяя Т2м самым относительное расстояние между центром тяжести инерционного элемента акселерометра и осью враш,ения XX ротора с приводом. По другую сторону оси враш,ения XX по отношению к акселерометру на кронштейне закреплен баланспый груз 18, обеспечивающий равные моменты инерции относительно оси XX левой и правой частей кронштейна с укрепленными на нем деталями при вращении герметичного тела 11. Ось вращения XX ротора 1 проходит через центр тяжести сбалансированного герметичного шарообразного тела И.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При вращении ротора 1 с приводом вокруг оси XX на герметичное тело 11, находящееся в жидкости 4, и на инерциойный элемент испытываемого прибора - акселерометра, жестко связанного с герметичным телом, будет действовать выталкивающая (Архимедова) сила FB, изменяющаяся по гармоническому закону и зависящая от соотношения удельного веса жидкости 7н и общего удельного веса герметичного тела YT с закрепленными в нем элементами 14, 15, 16, 17 и 18, при закреплеНИИ испытываемого акселерометра. Для воздействия на акселерометр одновременно действующих переменного и постоянного линейных ускорений необходимо сместить центр тяжести инерционного элемента акселерометра на некоторое расстояние от оси вращения, для чего, освободив зажимы 15, нереместить относительно Оси вращения XX кронщтейн 16 с акселерометром 17 по оси У У. При этом между центром инерционного элемента акселерометра и осью вращения XX образуется определенный радиус вращения, в связи с чем на инерционный элемент будет действовать постоянная центробежная сила ц, вызывающая статическое смещение ннерциоиного элемента.

Для нредотвращения смещений герметичного тела из-за возникновения центробежной силы при расбалансировке его центра тяжести относительно оси вращения за счет перемещепия кронштейна с акселерометром предусмотрен балансный груз 18 с возможностью изменения его положения на кронштейне относительно оси вращения XX таким образом, чтобы моменты инерции правого и левого (относительно оси XX) рычагов кронщтейна были равны.

При вращении с угловой частью со ротора 1 с герметичным шарообразным тглом И последнее вместе с акселерометром будет совершать гармонические колебания под воздействием выталкивающей (Архимедовой) силы в, а на инерционный элемент акселерометра кроме переменного линейного ускорения, вызванного силой FB, будет действовать ностоянное линейное ускорение, вызванное центробежной силой /ц.

Задаваемое переменное линейное ускорепие

будет определяться соотношением -, а его

Тт

частота - скоростью вращения рогора с приводом.

Постоянное линейное ускорение определяется радиусом инерции R центра тяжести инерционного элемента акселерометра и скоростью вращения со.

Но так как скорость вращения со определяет, в свою очередь, частоту задания неременного линейного ускорения, то центробежную силу FU,, а следовательно, и ностоянное ускорение необходимо регулировать изменением радиуса инерции R.

Формула изобретения

Устройство для градуировки акселерометров, содержащее ротор, вращающийся относительно горизонтальной оси н заполненный жидкостью, платформу для крепления испытываемого прибора с инерционным элементом, расположенную в герметичном шарообразном теле, закрепленном на унругом подвесе внутри ротора, отличающееся тем, что, с целью создания одновременно действующих постоянных и переменных низкочастотных линейных ускорений, нлатформа вынолнена в виде кронштейна, изготовленного с возможностью перемещения центра тяжести инерционного элемента в радиальном направлении от оси вращения ротора, на противоположной стороне которого закреплен балансный груз.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе.

1. Ю. Н. Нориш «Виброметрия, Москва, 1963.

73