Акселерометр Советский патент 1978 года по МПК G01P15/08 

(64) АКСЕЛЕРОМЕТР

- .1

Изобретение относится к области автоматики иамеритепьной техники и может быть .использовано дпя измерения ускорений в навигационных системах управления и стабипиЗации летательных аппаратов.

В навигационных системах инерциапьной навигации широко используются, аксеперометры компенсационного типа, содержащие физический маятник, датчик угпа и датчик момента, подключенный ко входу и выходу усилителя обратной связи ljИзвестен также компенсационный акселерометр, в котором дпя повышения чувствительности и улучшения динамических свойст дополнительно введена интегральная обратная связь .

Однако в известном акселерометре иэза сухого треяня в опорах существует-зона нечувствитепьности; и сухое трение искажает линейность характеристики акселерометра

Цепью изобретения явпяется повышение чувствительности за счет снижения влияния сухого трения на характеристики: йксепёрометра.

Поставленная цель достигается тем, что в акселерометр дополнительно введены трир гер Шмидта с электронным ключом на его р выходе, вход триггера Шмидта подключен к эыходу датчика угла, кпюч подключен параллельно конденсатору интегрируюидаго усилителя, а вход интегрирующего усилителя подкшочен к источнику постоянного напряжения через регулируемый потенциометр.

Эпектрическая функциональная схема акселерометра изображена на чертеже.

Акселерометр состоит из датчика угла 1, подключенного через усилитель 2 обратной связи к первому (а) управляемому входу моментного датчика 3, триггера Шмидта 4, электронного ключа 5 операционных усилителей 6-9 и регулируемого резистора 10

Подвижный контакт регулируемого резйс тора 10 зонь нечувствитепьяости подключен ко BTiorsy интегрирующего усилителя 7, а также через суммирукший усилитепь 8 . ко второму входу выходного усилителя 9. Первый вход выходного усилитепя 2 nojtкшочен к выходу датчика угпа 1. Выход .интегрирующего усипитепя 7 подсоединен А первому входу суммирующего усипнгепя : 8, а также подсоединец ко второму входу (б) моментного датчика 3. Параппепыю конденсатору 11 интегрирующего уснлитепя 7 подключен эпектррнный кпюч 5, к управпяющему входу которого через предварител ный усипатепь 6 и триггер Шмидта 4 подгкпючен выход датчика угла 1. Дпя повышения чувствительности и увеличения быстродействия триггера Шмидта 4 предварительный усилитель 6 должен иметь большой коэффициент усиления. Регупируемым резистором 10 устанавливается сигнал, соответствукший зоне нечувствительности акселерометра, Акселерометр работает следующим образом. В момент приложения ускорения W-g , лежащего в пределах зоны иечувствйтельноо ти акселерометра, на выходе датчика угла 1 сигнал отсутствует. Триггер Шмидта 4 находйтся а таком состоянии, при котором электронный ключ 5 закрыт. При этом на выходе интегрирующего усилителя 7 фрр-мируется пинейно возрастающий сигнал 11. который подается на дополнительный управляю1Щ1й вход, (б) моментного датчика 3 (при отсутст1вии допсщнитёльного входа - ка основной вход с введением разделительных резисторов), где происходит алгебраическое суммирование моментов, создаваемых действующим ускорениемWgj - Mgj и дополнительным пинейно возрастающим сигналом Дог} Увеличецие дополнительнйго сигнала происходит до равенства апгебраической суммы Моментов, создаваемых вход,«Ь1М ускорением W«., и дополнительным сиг налом , моменту зоне нечувствительно сти ) , При выполнении { военства (1) на выходе датчика уг/ш I появляется сигнал, который усиливается предварительным усилителем 6 до вепичины, обеспечивающей переброс триггера ШМидта 4 в неустойчивое состояние. При этом выходной сигнал триггера Шмигта 4 насыщает электронный ключ 5. Это обеспечивает разряд интегрирующей емкости 11 и пинейное уменьшение дополнительного сигнала и , с выхода интегрирующего усипителя 7. Причем уменьшение дополнительного сигнала происходат до величины, при которой на выходе датчика угла 1 сигнал исчезнет. Это приводят к возврату триггера Шмидта 4 в устойчивое состояние, закрытию электронного кшоча 5 и новому формированию пйнейно-возрастаХмцегр aonpii- нитепьного сигнала Идд .Возрастание дополнительного cHrHanall pj npoHcxoifflT ао величины, при которой выполняется равенство (1) и гюявпяегси сягиад па 4Ы.ч.одо датчика угла 1. D-даиьнейшем работа схемы аиапогична.. . Одн-овременао диаоп1И1теп1.ны11 curiJaaU.-pj с выхода интегрирукшего усипитепм 7 алгебраически суммируется на суммирующем усипитеие 8 с сйгнапом; соответствующим зоне нечувствительности. В резупьтате этого с выхода суммирующего усилителя 8 снимается сигнал, соответствующий входному ускорению W , и через выходной усилите 9 поступает на выход акселерометра. При отсутствии входного ускорения ., схема работает аналогично. При этом величина сигнапа, снимаемого с выхода HHTeivрирующего усилителя 7; равна величине сигнала зоны нечувствите шности по противоположной полярности, а следовательно на выходе суммирующего усилителя 8 и выхо-де акселерометра сигнал равен нулю. При наличии входного ускорёш1я Wg ботгшого, чем зона венувствительности, Шмидта 4. находится в неустойчивом соотоянии, электронный ключ 5 открыт, на выходе интегрирукщего ускпитепя. 7 сигнал равен нулю. При этом к выхош1ок1у сигналу датчика угла 1 на входе Выходного усилителя 9 прибавляется сигнап, соответст- вуюший зоне нечувствительности, снимаемый с выхода суммирующего усилителя 8. Следовагетшно, на выходе акселерометра появляется сигнал, С9ответствующнй входному ускорению W,,, с учетом зоны нечувствительр М у л а и 3 о б р.е т е н и я Акселерометр, содержащий инерционную массу датчик угяа, интегрируквдий усили- , тель подключенный параллельно -усилителю обратной связи ко эходу моментного датчика, отличаю щи и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него ДбпОпнительно введены триггер Шмидта с электронным ключом на его выходе, при этом вход триггера Шмидта подключен к выходу датчика угла, электронный ключ подключен параплепьно конденсатору интегр рукмдего усипителя, а вход интегрирующего усилите ля подключен к источнику постояняого напряжения через регулируемый потенциометр. Источники информадии, принятые во вни мание при экспертизе: 1. Горенштейн И. А.,Шупьман И. А. Инер-, пиальные навигационные системы М,, 197О,. 2.f Измерение угловых ускорений . Тру Ш метрологических институтов СССР, вып. 143 (2ОЗ), М-Л, 1973, с. 118-124.