Угловой акселерометр Советский патент 1980 года по МПК G01P15/10 

твердого материала в виде цилиндра с секторальными вырезами и размещена между двумя парами постоянных магнитов, закрепленных на корпусе.

На фиг. 1 представлен акселерометр, общий вид; на фиг. 2 - вид со стороны оси чувствительности.

Угловой акселерометр содержит инерционную массу 1, выполненную из магнитотвердого материала в виде цилиндра с двумя секторальными вырезами. Инерционная масса упруго соединена с корпусом 2 при помощи двух измерительных струн 3 и 4, оси которых совпадают с осью чувствительности Z. В радиальном направлении перемещения инерционной массы 1 ограничиваются магнитным подвесом 5. В осевом направлении масса 1 взаимодействует с постоянным магнитным полем, направленным вдоль оси чувствительности и создаваемым двумя парами постоянных магнитов подковообразной формы 6, 7 и 8, 9. Полярность инерционной массы 1 и магнитов 6-9 выбрана так, что на инерционную массу действует сила по оси Z.

При вращении акселерометра вокруг оси Z с угловым ускорением инерционная масса 1 под действием сил инерции поворачивается отнтэсйТельно корпуса 2, закручивая измерител ёнью струны 3 и 4. При этом изменяется площадь взаимодействия массы 1 с постоянным магнитным полем, создаваемым магнитами 6-9. В результате на инерционную массу 1 действует добавочная сила, которая изменяет длины, а следовательно, и частоты измерительных струн 3 и 4. Разностная частота измерительных струн 3 и 4 фиксируется при помощи блока съема информации (на чертеже не показан) и служит мерой измеряемого ускорения. Это постоянное магнитное поле взаимодействует с поворачивающейся инерционной массой и преобразовывает ее вращательное движение в поступательное, т. е. выполняет функцию усилительнопреобразующего устройства, в результате чего чувствительность прибора повышается.

Чувствительность предлагаемого акселерометра можно оценить из следующих соотношений:

- уравнение движения инерционной массы в установившемся режиме

/.. .-,

где - жесткость струн на кручение, н-м;

-изменение площади взаимодействия Д5 инерционной массы с постоянным магнитом

Л,9,

где Ks - коэффициент пропорциональности,

-добавочная магнитная сила АГм/действующая на инерционную массу со стороны постоянного магнитного поля

T, K,S,

где /См - удельная механическая магнитная сила,

-изменение длины измерительных струн А/ под действием ДГм

Д/ ,;

-разностная частота струн в результате измерения их длин

Д/ . Тогда

,, Д/ f. / - - 1 1

Отношение чувствительностей предлагаемого и известного акселерометра

-

Ки ,

Выбирая соответствующие параметры Км, Ks и K-f, можио добиться условия даже при минимальном значении R (практически м), т. е. обеспечить более высокую чувствительность предлагаемого прибора по сравнению с известным.

Формула изобретения

Угловой акселерометр, содержащий инерционную массу, подвешенную в корпусе на струнах, и блок съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, инерционная масса выполнена из магнитотвердого материала в виде цилиндра е секторальными вырезами и размещена между двумя парами постоянных магнитов, закрепленных на корпусе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 475553, кл. G 01Р 15/08, 20. 7.73.

2.Авторское свидетельство СССР № 382006, кл. G 01Р 15/10, 02.07.71 (прототип).