Акселерометр Советский патент 1978 года по МПК G01P15/93 

I

Изобретение относитея к измерительной технике и может быть использовано при из мерении ускорения

Известйы акселерометры с вращающейся жндкостыо в качестве чувствительного элемента, содержащие зонд-прерыватепь, эпектронный ключ, электромеханическую систему съема сигнала l. Однако эти устройства не позволяют измерять знакопеременное ускорение.

Известны акселерометры.свободные от указанного недостатка, но вследствие влияния паразитных емкостей точность их ограничена 2.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является акселерометр, содержащий корпус в виде прямого цилиндрического сосуда, связанного с приводом постоянной скорости и заполненного жидкостью, и фотоэлектрический датчик положения жидкости з.

Недостаток этого аксеперометра состоит в дестабилизирующем влиянии жидкости, заполняюи1ей сосуд, на движение сосуда причем с увеличением количества жидкости

в сосуде неустойчивого движения жидкости расширяется.

Цель изобретения - уменьщение зоны неустойчивого движения жидкости.

Указанная цель достигается тем, что сосуд выполнен в виде двух полостей, сообщающихся между собой и образованных секторами одного цилиндра.

На чертеже показан предложенный акселерометр, общий вид.

Акселерометр содержит сосуд 1 из прозрачного материала, чувствительный элемент 2 в виде непрозрачной жидкости, например ртути (полости сосуда сообщаются между собой) .фотоэлектрический датчик положения жидкости, включающий в себя источник излучения 3, установленшз1й вдоль оси Вращения сосуда, передающий световод 4, связывающий источник излучения с информационными участками сосуда, приемные световоды 5, связывающие освеи1енпые участки сосуда с фотоприемниками 6, установленными вдоль оси вращения сосуда, подшипники 7, Приводной двигатель f.foxeT быть установлен около подщипников. Акселерометр работает следующим образом. Сосуд 1, установленный в подшипниках 7, с помощью двигатепя получает вращение вокруг оси Z с постоянной угловой скоростью С) f I наличии вектора линейного ускоре, в установившемся процессе форма свободной поверхности непрозрачной чувствительного элемента - описывается уравнением 2 22-Н где 1р - радиус свободной поверхности жидкости;Н f высота сосуда; & - угловая скорость вращения сосуда; d радиус сектора; tl-- уровень жидкости при вертикальной установке сосуда и О. Из выражения (l) следует, что форма свободной поверхности жидкости несет информацию о величине ускорения fy, причем при изменении направления вектора ускорения на противоположное знак перед первым слагаемым )еняется на противоположный. В случае применения подобной формы со суда жидкости равен V ..ш Ч 90 а где С - половина хорды сектора. В случае использования цилиндра, основ нием которого служит круг радиусом о , и при его заполнении жидкостью до уровня fl (при неизменной высоте) объем жидкости равен V2 Из сравнения выражений (2) и (З) следу ет, что количество жидкости для Сосуда преа ложенной формы уменьшается в С/0 раз.Так как желательно,чтобыctrce in С/р( 30 то количество жидкости может быть уменьшено более чем в три раза. При этом дестабилизирующее влияние жидкости на дви- жение сосуда уменьшается, а частота соб ственных колебаний системы сосуд-жидкость 36 сдвигается в высокочастотную область спектра. Для получения 51н рмации о вел1гчине и знаке ускорения jg применен фотоэпектрический датчик положения жидкости. От иоточника излучения 3, в качестве которого южет быть использован, например, светодиод на основе GfCi AS ,ч|ёрез передакяций световод 4 энергия излучения поступает одновременно на четыре участка (прозрачных для данного диапазона длин волн) сосуда 1. С противоположной, стороны сосуда размещены приемные световоды 5, причем один из них связывает верхние информационные участки сосуда с одним фотоприемником 6, а другой - нижние информационные участ ки с другим фотоприемником 6. Осуществляется оптическое суммирование сигнапов на обоих фотоприемниках. При изменении ускорения j 3- изменяется форма свободной поверхности жидкости, что приводит к изменению энергии излучения, падающей на фотолриемники, так как при этом одна информационных участков, например верхних, приоткрывается а другая пара нижних - закрывается. Формула изобретения Акселерометр, содержащий сосуд, связанный с приводом постоянной скорости и заполненный жидкостью, и фотоэлектрический датчик положения жидкости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения зоны неустойчивого движения жидкости, сосуд выполнен в виде двух полостей, сообщакацихся между собой и образованных секторами одного цилиндра. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № ЗО48О42, кл. 73516, опубл. 1959. 2.Авторское свидетельство СССР № 458764, кл. Q 01 Р 15/О8, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 479034, кл. Gj 01 Р 15/08, 1973.