Акселерометр Советский патент 1979 года по МПК G01P15/08 

. . . . .. . .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений.

Известен датчик, предназначенный для измерения только линейных ускорений или только угловых ускорений, содержащий корпус, инерционный груз и первичный преоб разователь перемещений 1.

Известный датчик не обеспечивает одновременного измерения линейных н угловых ускорений относительно одной оси чувствительности, а при совместном использовании требуется точная установка, что усложняет эксплуатацию и снижает точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является акселерометр, обеспечивающий одновременное измерение угловых и линейных ускорений, содержащий преобразователи линейных и угловых ускорений, инерционные массы которых связаны с корпусом через упругие элементы, и жидкостной демпфер 2. В известном акселерометре инерционная масса измерителя угловых ускорений, состоящая из обода, пластин демпфера, ротора и якоря с ферритовымй сердечниками, закреплена на тонкостенном цилиндре, с торцов пос;гедний закрыт упругими мембранами с жесткими центрами, на которых закреплены якори преобразователей линейных перемещений.,

Цилиндр и мембраны образуют герметичнуй полость, заполненную демпфирую; щей жидкостью.

В известном акселерометре не устранен

эффект присоединения нестабильной массы

демпфирующей жидкости к инерционным элементам, например изменяется присоединейная масса на пластинах демпфера н стенках тонкостенного цилиндра, что И3мен:яет вес инерционной массы измерителя угловых ускорений н вес демпфирующей жидкости,

воздействующей на мембраны измерителя линейных ускорений.

Кроме того, пластины демпфера инерционной массы измерителей угловых ускорений работают в потоке жидкости с направлением и скоростью, н меняющимися в зависимости от воздействия линейного ускорения, что снижает динамические свойства измерителя угловых ускорений.

Известная конструкция не устраняет недЬ татков, присущих акселеронётран с жидкостным демпфированием, так при воздействия угловых ускорений в результате деформации тонкостенного цилиндра происходит изменение объема внутренней его полости, заполненной демпфирующей жидкостью, вследствие чего демпфируюй1ая. жидкость воздействует на мембраны измё|р11(Ф1ьпй линейных ускорений и прогибает их, а в результате перегиба мембран изменякигся рабочие зазоры магнитопррвоДов индуктивных преобразователей и их чувствительность, что погрешность при измёрёйии линейных ускорений.

Цель изобрег1бййя1- повышение точностиизмерения.Для этого в предлагаемом акселерометре инерционная.масса измерителя линеййых ускорений выполнена в виде втулок, жестко соединенных между собой, с расположенными на них чувствительными элементами преобразователяг линейных ускорений, а инерционная масса измерителя угловых ускорений установлена на упругом элементе, закрепленном во втулках инерционной массы измерителя линейных ускорений.

На чертеже показан предлагаемый акселерометр, общий вид.

AKcieJiepdMetp Содержит кбрпус, состояий из крышек I, 2 с дисками 3, на Kotoых закреплены/изоляторы 4 с обкладками 5 ервт чйрго eMKbttHpro преобра:з6вятеля лиейных ускорений, кольцо 6 с тремя , них размещены обкладки 7 и 8 ewkocf йое первйчиогб преобразователя угловых ускорений, Инерционную массу преобразователя инейных ускорений, пс(дв€шёйчук в корпусе на упругих пружииах и состоящую из втуок 10, изоляторов 11 с обкладками 12 первичного преобразователя линейных ускорений, втулок 13, которыми пружины 9 закрёпя Лы к втулкам 10, стержней 14, жестко соединяющих между собой втулки 10, торсиона 15 с упругими шейками, соединенного с втулKaiMH 13, ротора 16 первичного преобразователя угЛбвы с ускорений, за1крёплённого в средней части торсиона 15, и изоляторов 17 с обкладками 18 первичного емкостного преобразователя угловых ускорений, размешенных на лопастях ротора 16. Внутренняя полость KOprtyca заполнена демпфирующей

жидкостью.S -., j,.,,.i

Акселерометр работает следующим образом,ч.

При воздействии на акселерометр углового и линейного ускорений ротор 16 первичйого преобразователя угловых ускорений поворачивается на определенный угол,

закручивая упругие шейки торсиона 15, а инерционная масса первичного преобразователя линейньгх ускорений смещается на определенную величину, деформируя упругие пружины 9. Угол закручивания торсиона 15 емкостными преобразователями превраЩа(ется в электрический сигнал, амплитуда которого при известной массе ротора 16 и известной жесткости торсиона 15 пропорциональна Приложенному угловому ускоре-:/ нию Линейное перемещение инерционней

массы преобразователя линейИых уско|рёйий

также преобразуе-ГСя eiMKOCTHblMH прёобр;азоватёлял и в электрический сигнал, njjonopиио|1альный линейному ускорению - i V

И результате Выполнений; в|улок первичQ ного преобразователя линейных скорений, жестко соединенных между собой,- и выполйёийём kjpienJieirHa торсиона первичного преобразователя угловых ускорений во втулках преобразователя линейных ускорений уменьшается погрешность преобразователя линейных ускорений и повышаются динамические

свойства преобраз;ователя угловых ускорений, что соответственно пбвышает точность измерения.

Формула изобретеная

Акселерометр,, содержащий инерционные массы измё| ятёлей линейных и угловУх ускорений, связанные с корпусом через упругие

элементы, преобразователи линейных и угловых ускорений и жидкостной демпфер, отличающийся -тш, что, с целью повышения точности Измерения, инерционная масса измерителя линейных ускорений вьшолнена в ви;(е втулок,жестко, соединенных между со-.

бой, с распбложёнными яа них чувствительными элементами преобразователя линейных ускорений, а инерционная масса измерителя угловых ускорений установлена на упругом элементе, закрепленном во втyлkax

инерционной массы измерителя линейных ускорений.

Источники информации, принятые во вни . мание При экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 312205, кл. G 01 Р 15/08, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 491899, кл. G 01 Р 15/08. 1974.

7 , -«

17