Акселерометр Советский патент 1979 года по МПК G01P15/08 

Изобретение касается измерительной техники и может быть использовано при измерении пути, пройденного объектом.

По основному авт. св. № 504975 известен акселерометр двухкратноинтегрирующий ко.мпенсационного типа, выходной величиной которого является угол поворота вала электродвигателя.

Педостатками этого устройства являются отсутствие возможности проверки его работоспособности при любом пространственном расположении, без извлечения его из объекта, в котором он установлен, увеличение погрешности акселерометра из-за резонансных явлений, возникающих при воздействии ударных и вибрационных ускорений, обусловленных в частности, наличием зазоров между зубцами шестерен двигателя и маховика.

Цель изобретения - обеспечение дистанционной проверки и уменьшение его погрешности при воздействии вибрации и ударов.

Для этого в акселерометр по основному авт. св. № 504975 введены установленная на маятнике ра.мка с обмоткой, соединенной через резистор с источником постоянного

напряжения, а через конденсатор - с электродвигателем, и постоянный магнит, в поле которого расположена рамка с обмоткой. На фиг. 1 схематически изображен предложенный акселерометр; на фиг. 2 - его

электрическая схема.

Акселерометр содержит маятник 1, опоры 2 рычага маятника, корпус 3, маховик 4, зубчатое колесо 5, шестерню 6 электродвигателя, электродвигатель 7, обмотку 8,

рамку 9, усилитель 10, постоянный магнит 11, сердечник 12, магнитопровод 13, резистор 14 и конденсатор 15.

Маятник I подвешен на опорах 2 рычага маятника, установленных на корпусе 3. Маховик 4, закрепленный в опорах 2 (например шарикоподшипниках) на рычаге маятника 1, приводится во врашение через зубчатое колесо 5., жестко закрепленное на оси маховика 4, шестерней 6 электродвигателя 7, установленного в корпусе 3. На

рычаге маятника 1 укреплена рамка 9 с обмоткой 8. Рамка 9 находится в зазоре магнитной системы, в которую входит постоянный магнит 11, с укрепленным на нем сердечнико.м 12 из магнитомягкого материала, и магнитопровод 13. Стрелки (фиг. 1) указывают направление магнитного потока, пронизывающего витки обмотки 8. Обмотка 8 через резистор 14 подсоединяется к источнику постоянного тока, а через конденсатор 15 - к зажимам «а и «б якоря электродвигателя 7, включенного в цепь рбрат.ной связи . Усилитель 10 обратной связи усиливает сигнал, снимаемый с датчика угла рассогласования (не показан) и подает на электродвигатель 7.

Акселерометр работает следующим образом.

При подаче постоянного тока в обмотку 8 через резистор 14 возникает сила, создающая момент относительно оси опоры 2 маятника, причем величина тока выбирается,таКИМ образом, чтобы момент, вызываемый этом током, приложенный к маятнику, соответствовал бы инерционному моменту, который возникает. от линейного ускорения при измерениях.

Таким образом, подавая ток в обмотку, можно имитировать воздействие линейного ускорения. Время поворота выходного вала акселерометра на определенный угол характеризует- правильность функционирования акселерометра. Для обеспечения демпфирования колебаний маятника 1 обмотка 8 через конденсатор 15 подсоединена к зажимам электродвигателя 7, включенного в цепь обратной связи через усилитель 10 обратной связи. При колебаниях маятника 1 возникает соответствующее изменение напряжения на электродвигателе 7 и в обмотке 8 проходит ток, пропорциональный скорости изменения напряжения на клеммах электродвигателя 7, и следовательно пропорциональный скорости движения маятника 1. Подбирая соответствующим образом параметры обмотки 8 и величину емкости конденсатора 15 можно обеспечить оптимальное демпфирование. Рамка 9 обмотки 8 может быть выполнена из электропроводящего материала, например алюминия, при этом осуществляется дополнительное демпфирование за счет вихревых токов, наводимых в рамке. Конденсатор 15 одновременно служит и для развязки цепей тока электродвигателя постоянного тока для имитации ускорения. В предложенном акселерометре подача тока в обмотку 8 осуществляется через гибкие токоподводы (не показаны). Может быть применен другой вариант взаимного расположения магнита и обмотки, в котором постоянный магнит жестко закреплен на маятнике, а рама с обмоткой закреплена неподвижно на корпусе. В этом случае отпадает необходимость в токоподводах. Цепь обмотки 8 (точки а и б фиг. 2) может быть подсоединена к резистору, включенному последовательно с электродвигателем. Возможны и другие варианты подсоединения демпфирующей обмотки, например через дополнительный усилитель.

Предложенное устройство может быть также ifcпoльзoвaнo как датчик угла рассогласования маятника. Для этого на постоянном магните 11 располагается выходная обмотка датчика угла, а обмотка 8 возбуждается через дополнительный разделительный конденсатор-переменного током повышенной частоты.

Формула изобретения,

Акселерометр по основному авторскому свидетельству № 504975, отличающийся тем, что, с целью обеспечения дистанционной про.верки устройства и уменьшения его погрешности при воздействии вибраций и ударов, в него введены установленная на маятнике рамка с обмоткой, соединенной через резистор с источником постоянного напряжения, а через конденсатор - с электродвигателем, и постоянный магнит, в поле которого расположена рамка с обмоткой.

П 8

ФагЛ

W

8

-О -