(1 + iJ.llm + 0,5iibim)a
y(L} -cos2-a -A/-,....
fn(COS 2naV - - COS 2r.a-) - a) (sin 27:7 - sin 2r.a-)/27: S (1 -- a) 2O{)О il TT; iO(, 7г 2nfo, 0 0)0 - собственная частота акселерометра; ш - частота воздействующего усилия; , 5, J.I - модуль упругости -материала, площадь лоперечного сечения и погонная масса етержНЯ соответственио; Со - скорость распространения звука в стерЖНе. Уравнение (1) представляет зависимость ускорения в отяосНТельиом виде, тричем за единицу 1при1нято ускорение нри частоте, стремящейся к иулю. При постоянной а мплитуде деформации в сечеиии, где установлен тензометр, ускорение «е зависит от общей длины етержия L и полностью определяется длиной / участка стержня, расположенного между тензометром и исследуемым акселерометрО|М. Наибольшее влияние на неравномерность амилитудно-частотной характеристики (АЧХ) оказывает длина, причем наибольшее постоянство ускорения установочной -поверхности в большом дианазОИе частот достигается при соотношении Таким образом, при вынолнении условия (2), т. е. при поддержании постоянной амплитуды деформаций в соответствующем сечении стержня, обеспечиваются условия, необходимые для снятия АЧХ акселерОметра, при этом резонане системы наблюдается на частоте шо, и ошибка в определении собственной частоты акселерометра, связанная с недостаточным значением полного механического сопротивления, отсутствует. В предлагаемом устройстве (фиг. 2) используется длид-шый стержень 1 с пьезоэлектрическим возбудителем колебаний. На противоположном конце стержня крепится исследуемый акселерометр 2. РЬспользование длинного тонкого стержня дает возможность получить плоский фроит волны деформации И свести к минимуму влияние деформации в поперечном направлении. На стержне расположен чувствительный элемент, например тензометр или набор тензометров 3, каждый из которых установлен на расстоянии от плоскости крепления акселерометра, пропорциональном одному из фиксированных значСИнй длин воЛН колебаний, соответствую(1) собственным частотам исследуемых акселерометров в определенной области диапазона устройства по собственным частотам. Выбор этого расстояния рав.ным 0,2-0,3 дли1 Ы волны колебаний, соответствующих собственной частоте акселерометра, сводит к м1ииимуму влияние акселерометра на ускорение установочной иоверхности стержня. Набор тензометров установлен на стержне для более точного определения АЧХ псследуемого акселерометра и расширения частотного диапазона. Исследуемый акселерометр 2 соединяется кабелем с усилительно-регистрирующим блоком 4 и привинчивается к установочной поверхности 5. Выходной сигнал тензометра долЛСен поддерживаться постоянным, для чего в блок-схему вк.чючен детектор 6, источник 7 опорного напряжения, блок 8 сравнения, генератор 9 и усилитель 10. Эта схема управляет амплитудой напряжения, подаваемого на возбудитель II. Устройство работает следующим образом. Выбирают тензометр, соответствующий ориентировочному значению собственной частоты акселерометра, и подключают его к системе поддержания постоянной амплитуды деформации с помощью переключателя 12. Устанавливают оиорное напряжение tia задаю1цем блоке, при этом на выходе блока 8 сравнения возникает сигнал, усиливаемый усилителем 10 и управляющий амплитудой выходиого -напряжения генератора 9. Выходное напряженне генератора 1 поступает на возбудитель, состоящий из пакета пьезокерамических шайб, в которых под действием электрического напряжения вследствие обратного пьезоэффекта возникают механические надряжениЯ. Нод действием возбудителя 11 в стержне возникают гармониче-ские механические колебания. Эти колебания вызывают появление сигналов на выходе тензометра и на выходе акселерометра, пропорциональных действующим па местах их установки деформации и ускорению соответственно. Выходной сигнал тензометра вы-прямляется детектором 6 и сравнивается в блоюе 8 с установленным зара-нее опо1рпым нанряжением, получаемым от источника 7. При соответствующем выборе параметров системы, когда уровень сигнала значительно превьпиает уровень помехи, обеспечивается автоматическое по,здержание амплитуды деформации в сечении стержня, где установлен контрольный тензометр. Ускорение, которое испытывает исследуемый акселерометр, фиксируется блоком 5. Нзменяя частоту источника 7 в частотном диапазоне, простирающемся до собственной частоты исследуемого акселерометра, с помощью блока 4 фи:ксп:руют выходной сигнал акселерометра в функции частоты. К1ривая, записанная блоком 4, и есть искомая АЧХ акселерометра, по которой легко определяется собственная частота а1кселер0метра.
Если собственная частота акселерометра соответствует выбранному тензометру (т. е. соблюдается соотношение (0,2-0,3)л), резонанс системы стержень-акселерометр нроисходит на собственной частоте акселерометра, не зависящей от характеристик стержня, на котором укреплен акселерометр. Если указанное соотношение не выполняется, то для получения более точных результатов переключатель 12 устанавливают в положение, при «отором подключается тензометр, для которого это соотношение выполняется более ТОЧ1НО, т. е. тензометр, соответствующий
экспериментально найденному значению собственной частоты преобразователя.
Формула 113 о б ip е т е н и я
Устройство для определения амплитудночастотной характеристики акселерометра, содержащее возбудитель колебаний, рабочее тело в виде стержня с закрепленным на его торце исследуемым акселерометром и систему поддержания постоянного уровня колебаний с чувствительным элементОМ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона, чувствительный элемент, наприме(р тензометр, установлен на стержне на «расстоянии от плоскости креиления исследуемого акселерометра, равном 0,2-0,3 длины волны колебаний, соответствующих собственной частоте акселерометра.
0
F(,iL
tt
3 3 3 J j j
i,
