Акселерометр Советский патент 1977 года по МПК G01P15/02 

I

Изобретение относится к приборосгроению, а именно к высокочувсгвительным пииейным акселерометрам с газодинамическим подвесом инерциониой массы,

Известны линейные акселерометры с газодинамическим подвесом инерционной маосы, которых аэродинамической подпгипник образуется при вращении глбщкого вала относительно внутренней поверхности чувствательного элемента l. Использование этих акселерометров в условиях невесомости н&возможно иэ-за неустойчивой работы гладкой газодинамической опоры. Однако, загчасту{о на вращающемся валу для повышения устойчивости газодинамической опоры нарезают винтовые встречно-направленные канавки. При этом точность выходной характеристики акселерометра при измерении малых линейных ускорений в значительной степени определяется насколько симметрично расположен чувствительный элемент относительно нарезанной части вала и насколь ко идентична геометрическая форма нарезанных канавок.

Указанные недостатки в некоторой степени устраняются в акселерометрах кo шeисационного типа, в которых перемещения чувствительного элемента невелики, однако и в этом случае симметрирование выходной характеристики акселерометра сложная и трудоем1сая задача.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетйй устройство содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде сбалансированной полой втулки -охватывающий вал, на поверхности которого нанесены встречно-направленщые канавки до уплотнительного пояска, расположе1шого в центре вала, при вращении которого образуется газодинамический подшипник, систему обратной связи и регист рирующее устройство .

В этом акселерометре поломсение чувствительного элемента относительно уплотнительного пояска, расположенного на валу, влияет на симметричность выходной характеристики акселерометра. Кроме того, в наземных условиях практически невозмож но выставить чувствительный элемент симмегрично относительно нарезанной части, при которой величина осевых сил, действующих благодаря эффекту нагнетания канавок как с правой стороны, так и с левой стороны чувствительного элемента, равна между собой и совпадает с нулевым положением работы системы обратной связи.

Цель изобретения - повышение точности измерения, достигаемое за счет большей стабильности нулевого сигнала акселерометра.

Указанная цель достигается тем, что в линейном акселерометре с газодинамическим подвесом инерционной массы на внутренней поверхности чувствительного элемента, выполненного в виде сбалансированной втулки, охватывающей вал, нанесены встречно-направленные винтовые канавки. Нанесение винтовых встречно-направленных канавок на внутренней поверхности чувствительного элмента обеспечивает устойчивость газодинамической опоры точно так же, как если бы канавки были нарезаны на вращающемся валу, и одновременно с этим позволяет свести к минимуму осеЬую реакцию со стороны газового слоя на движение чувствительного элемента вдоль оси чувствительности, так как в этом случае осевой суммарный поток газа через зазор не зависит от положения чувствитегаьного элемента относительно ва- ла и равен нулю.

На фиг. 1 показана общая схема акселерометра; на фиг. 2 - разрез чувствительного элемента вдоль продольной оси; на фиг, 3 - разрез чувствительного элемента вдоль поперечной оси.

Акселерометр содержит корпус 1, чувствительный элемент 2, вьшолненный в виде втулки и образующий с валом 3 газодинамический подвес, электропривод 4, датчик линейных перемещений 5, регистрирующее устройство 6, гибкую неупругую нить 7, один конец которой закреплен на чувствительном элементе 2, а другой - на корпусе 1, винтовые встречно-направленные канавки 8, нанесенные на внутренней поверхности чувствительного элемента. При вращении вала 3 электроприводом 4 чувствительный элемент 2 всплывает в газовом слое газодинамического подшипника. Возникающий в результате вращения вала 3 момент аэродинамического трония газового слоя обеспечивает натяжение нити 7 При отсутствии линейного ускорения нить расположена перпендикулярно к оси вращения вала З. В случае действия линейного ускорения чувствительный элемент 2 движется вдоль вала 3 до тех пор, пока проекция силь натяжения нити 7 на ось вращения вала не уравновесится инерционной перегрузкой за счет линейного ускорения, действующего на чувствительный элемент. При этом величина перемещения чувствительного элементе вдоль вала будет пропорциональна действующему линейному ускорению и замеряется датчиками линейных перемещений 5 и регистрирующим устройством 6. Ввиду того, что винтовые канавки нанесены на внутренней поверхности чувствительного элемента, а максимальное перемещение чувствительного элемента относительно оси симметрии вала не перекрывают его длину, то осевая реакция, действующая со стороны смазочного слоя на чувствительный элемент, будет полностью отсутствовать. Тем самым отпадает необходимость располагать чувствительный элемент строго симметрично относительно вала.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде сблансированной полой втулки, охватывающей вал, при вращении которого образуется газодинамический подшипник, и гибкую неупругую нить, один конец которой закреплен на чувствительном элементе, а другой - на корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьщения осевой реакции газового слоя на движение чувствительного элемента, на внутренней поверхности чувствительного элемента нанесены встречно-направленные винтовые канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза:

1,Патент США № 3913406, кл, 73516, опубл. 21,10,75.

2.Техническое описание 11С813 Р1401-ОТО, Датчик малых перегрузок ДМП Р1401-О, 1971.

2 J

. 1

/j(/////////f////