Гидростатический дискретный акселерометр Советский патент 1979 года по МПК G01P15/08 

I, Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в качестве чз вствительного элемента навигационных систем, например, в бесплатформенных инерциальных системах летательных аппаратов, Известны гидростатические дискретные акселерометры, содержащие два преобразователя давления, например, выполненных в виде резонаторов с системами возбуждения, и соединяющую их спиральную трубку с однородной жидкостью 1, Этот акселерометр измеряет угловые ускорения и не чувствителен к линейным ускорениям. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является акселерометр, в котором спиральная трубка соединяет преобразователи дав ления и заполнена двумя несмеитвающимися Н невзаимодействующими жидкостями различной плотности, расположенными в каждом витке в виде двух столбиков 2.. Недостаток этих акселер.)метров связан с тем, что помимо линейных ускорений они измеряют также и угловые ускорения. При этом возникает задача разделения сишалов этих ускорений. Для компенсации влияния угловых ускорений в канале измерения линейных ускорений можно использовать два указанных измерителя В этом случае представляется возможность разделять сигналы динейного ускорения от углового, однако применение сдвоенного блока может быть отфавдано лищь в тех случаях, когда помимо ин(|х)рмации о линейно.м ускорении требуется также ииг юрмация об угловом ускорении. В ряде случаев вторая информация не требуется. Применение второго измерителя в таких случаях приведет к излипшему усложнению измерителя и увеличению его веса. Кроме того, для обеспечения точности измерения необходимо, чтобы оба измерителя характеризовались высокой степенью идентичности, что обеспечить, как правило, затруднительно. Для эффективного использования прибора необходим) также, чтобы диапазоны измерения ofkmx MJMLPHOMI IX параметров были одинаковыми по своим выходным сигналам. На практике это услппме по (Ксгда можно выполнить. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения «люпшя угловых ускорений. .Это достигается тем, что в предлагаемом аксе лерометре спираливя трубка выполнена в виде секцнй с правым и левым направлением намотки при этом однородные по плотности столбики жид кости в соседних секциях расположены в противоположных полувнтках. На фиг. 1 показана форма двухсекционной на мотки спирали и порядок расположения столбиков жидкости в ее витках; на фиг. 2 - форма четырехсекционной (с двумя парами секций намотки) и порядок расположения столбиков жид, кости в секциях; на фиг.З - блок -схема прибора. Чувствительны элемент (ЧЭ) представляет собой длинную капиллярную трубку 1 (фиг.1), навитую на жесткое основание и залнтую компаундом (на фиг. не показаны). Концы капиллярной трубки 1 соединены с выходными каналами датчиков давления, например, гидростатического типа. Капиллярная трубка заполняется двумя несмешивающимися и невзаимодейству1оц1ими жидкостями, например, ртутью н спиртом, с различными плотностями. ЧЭ - капиллярная трубка 1 состоит из нескольких (двух, четырех и т. д.) секций спирали с чередующимися правой (против часовой стрелки) и левой (по часовой стрелке ) шмотками; так, например, в первой секций спирали левая половинка каждого витка заполнена ртутью 2, правая - спиртом 3. Во второй соседней секции наоборот: лгаая часть каждого витка заполнена спиртом 4, правая - ртутью 5.|. В следующей паре секций смещение столбиков жидкостей аналогичное, но плоскость разд&ла разнородных по плотности жидкостей смещена на некоторый угол. Если количество пар секций две, то в этом случае угол составляет 90°, если три, то 60° и т. д. Внутрт жидкостей создается некоторое началь ное давление РО, обусловлеююе упругой деформацией трубки. Блок-схема акселерометра включает в себ ЧЭ 1, механически подключенный к датчикам давления 6 и 7. К датчикам давления электрически подсоединены ходы схем самовозбуждения 8 и 9. Эти вх:ьдь1 соединены с двумя входами пре образователя частот 10. На один из выходов 1фе обраэбвателя 10 поступает сигнал, частота которого равна разности 4aiCTOT входных сигналов Af f 1 - fj. Он является выходным сигналом акселерометра. На другой выход преобразователя 10 поступает сигнал суммы входных частот Ef f 1 4 fj. Он направлен на один из дв)ос входов преобразователя 1Г. На другой его вход подается сигнал опорной частоты Afo генератора 12 На в ьподе преобразователя 1Г образуется сигнал йбстсйгйнбго тока, величина которого пропорциональна разности частот 2fo - f, - начальр ная частота) подается на телповьшеляющнй элемент 13, При воздействии на ЧЭ 1 линейных W и угловых Г ускорений на концах витков ЧЭ образуется давление. При условии, что линейное ускорение W направлено вниз (как показано на фиг. 1) на левой половине спирали действие давления направлено от датчика давления 7 в середину спиральной намотки (стрелки Рда ); в правой половине спирали действие давления направлено от середины к датчику давления 6. То есть суммарное давление в обеих половинах спиральной намотки проявляется синфазно. При условии, что вектор углового ускорения С направлен вправо (как показано на фиг. 1), в левой половине спирали действия давления направлено от середины к датчику давления 7 (стрелка Pg ); в правой половине спирали действие давления направлено от середины к датчику давления 6. То еЛь суммарное действие давления Pg от воздетствия углового ускорения проявляется противофазно. Если вектор углового ускорения будет направлен в противоположную сторону (влево фиг.1), то действие давления Pg в обеих половинах намотки будет направлено от концов в ее середину также, как и в первом случае, будет щ)огнво фазным, то есть эти давления будут скомпенсированы и сигнал на выходе акселерометра от воздействия угловых ускорений не возникает. Суммарное давление на выходе первого датчика давления будет: ч- Afl Ъ- I второго: На выходе каждого датчика давления будут частота fo, пропорциональная РО, и величина /if, про1юрциональная величине АР. Формула изобретения Гидростатический дискретный акселерометр, содержащий преобразователи давления, соединенные спиральной трубкой, заполненной двумя н смёцшвающимися и невзаимодействующими жидкостями различной плотности, расположенными в аждом витке в виде двух столбиков, отличащийся тем, что, с целью повыщения точноси Нзмерения за счет исключения влияния угловых ускорений, спиральная трубка выполнена в виде екций с правым и левым направлением намотки, при этом однородные по плотности столбики жиДкости в coceiEQiHX секциях расголожены в противоположных полувитках. Источники информации, принятые во вннМаие при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 250550, л. G 01 Р 15/08, 1967. . 2.Авторское свйдетепьство СССР N 281038, л. G 01 Р 15/10. 1968.

§8Ёс 53Шй1 йаи

....

Фиг.)