Измеритель угловых ускорений Советский патент 1977 года по МПК G01P15/10 G01D3/02 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ Пусть начальные частоты и f рав ны, т.е. 40 0 Тогда, возводя ле вые и правые части уравнений (2) и (3) в квадрат и учитывая выражение (1), получаютrO()2tflf fj-f. Откуда °(.)«0 Из анализа выражения (6) очевидно, чт для получения линейной выходной характеристики измерителя в широком диапазоне угловых ускорений, а также для повышения его точности в процессе измерений сумму частот измерительных растяжек необходимо поддерживать постоянной. Для поддержания постоянства ( fу + f ) обычно эту сумму сравнивают с эталонным значением частоты f , равной по величине fэ ( 150 т.е. сумме этих же частот, полученных при отсутствии углового ускорения. Разность частот,определяемая величинойЛ1 :( igQ +i)- - (5 4 преобразуется в сигнал ошибки, который после усиления подается в устройство обратной связи. Устройство обратной связи развивает дополнительное усилие, которое, будучи приложенным к измерительным растяжкам, компенсирует указанное рас согласование Д . Наиболее рациональным является прикрепление концов измерительных растяжек, связанных с корпусом прибора, непосредственно с устройствами обратных связей. Однако, так как в устройст ве, измерительные растяжки расположены вдоль одной оси ОУ, при работе устройств обратных связей по одному из каналов измерения дополнительное усилие будет прикладываться и к измерительным растяжкам другого канала, В результате этого диапазон измерения по второму каналу сужается. Аналогично влияние второго канала на первый. Таким образом, каналы становятся взаимозависимыми, что является одним из самых существенных недостатков этого устройства. При отсутствии устройств обратных связей диапазон измерения, в свою очередь, сужается из-за значительной ошибки измерения, обусловленной нелинейностью выходной характеристики. Цель изобретения -повьппение линейности выходной характеристики измерителя при условии развязки каналов измерения от влияния обратных связей по перекрестным осям Поставленная цель достигается тем, что первая и вторая пары измерительных ленточных растяжек крепятся к двум взаимно перпендикулярным граням инерционной Maccjfi, к противоположным rpaHsiM массы присоединяются одними из своих концов балансировочные растяжки, другие концы которых крепятся к устройствам обратных связей. На чертеже хфедставлено устройство измерения угловых ускорений по двум взаимно перпендикулярным осям, выполненное совместно с устройствами линеаризации выходных характеристик. Измеритель угловых ускорений содержит инерционную массу 1, выполненную в форме Куба, измерительные растяжки 2-3 и 4-5, балансировочные растяжки 6 и 7, вертикальгные растяжки 8 и 9, устройства обратных связей 1О и 11. Все растяжки выполнены в виде леит с малым удлинением. Измерительные растяжки снабжены устройствами возбуждения и съема информации ( на чертеже не показаны). Принцип работы измерителя угловых ускорений заключается в следующем. При вращении объекта например, вокруг оси 02 с угловым ускорением 2 инерционьная масса 1 стремится сохранить неизменное положение в пространстве. При этом измерительная растяжка 3 натягивается , а растяжка 2 ослабляется. Вследствие этого изменяются частоты собственных колебаний f и f 2 этих растяжек. Эти частоты реги стрируются соответственными датчиками, и по разностной частоте определяоот угловое ускорение вращения из соотношения (5). Для того чтобы коэффициент KQ оставался в процессе измерений постоянным, на устройство сравнения ( на чертеже не показано) подаются соответственно сигналы ( f, f9 и ( 20 Устройство сравнения вырабатывает сигнал, пропорциональный ошибке рассогласования, равной ( f, + f g ) ( f5 2 ° сигнал подается в устройство обратной связи 10, которое развивает дополнительное усилие. Дополнительное усилие через балансировочную растяжку 6 и инерционную массу 1 одновременно прикладывается и к измерительным растяжкам 3 и 2, в результате чего сумма частот( f, + f ) остается неизменной и равной ( f,. + f о- ), Аналогично работает канал измерения при вращении объекта вокруг оси ОХ, но в эгом случае работают измерительные растяжки 4-5, а поддержание постоянства суммы частот + 40 осуществляется при помощи устройства обратной свази 11 и балансировочной растяжки 7. Формула изобретения Измеритель угловых ускорений, содержащий инерционную массу, выполненную в виде куба и подвешенную в корпусе на ленточных растяжках, две попарно параллельные пары которых взаимно перпендикулярны и расположены на одинаковых расстоя ниях от центра и блок съема информации, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики при условии развязки каналов измерения от влияния обратных связей по перекрестным осям, в нем первая и вторая пары измерительных ленточных растяжек прикреплены к двум взаимно перпендикулярным

граням инерционной массы, к противоположным граням которой прикреплены балансировочные растяжки, соединенные с устройствами обратных связей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Браславский Д. А. Приборы и датчики летательных аппаратов, М., Машиностроение, 1970, с. 343-349.

2.Авторское свидетельство № 382ОО6, М. Кл. GO1P 15/1О, 1971 (прототип).