Струйный датчик линейных ускорений Советский патент 1981 года по МПК G01P15/02 

(54) СТРУЙНЫЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ

1

Изобретение относится к области измерительных средств, в частности струйных датчиков линейных ускорений различных объектов, например летатель ных аппаратов.

Известен струйный акселерометр, содержащий ксрпус, в котором выпол нены подводящие кангшы (штуцеры), сопла (дроссели) для расхода газа, шар, который, прикрывает сопла и удерживается вытекающими из сопел струями во взвешенном состоянии l.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к прдлагаемому является струйный датчик ускорения, родержащий корпус, полост которого представляет собой измерительную камеру, ограниченную с одной стороны мембраной, перекрывающей отверстие в штуцере, установленном в корпусе и служащим для подвода газа, расположенные в корпусе сопла для расхода газа, цилиндрическую головку, прикрепленную к фланцу корпуса, в которую психеп ен инерционный поршень, жестко связанный с мембраной 123.

Однако в условиях вращения объекта (летательного аппарата), на котором они установлены, отличается низкая точность измерения. Это обусловлено их реакцией не только на полезный сигнал, связанный с линейным ускорением объекта, но и на паразитный сигнал, возникающий вследствие проявления центробежных сил, действующих на датчик.

Кроме того, в известных датчиках в случае резкого перепада давления во внешней среде, который может иметь место, например, при спуске объекта в атмосфере с большой скоростью, возникает значительное изменение расхода газа через расходные сопла независимо от того, что ускорение объекта остается постоянным. Это изменение расхода также приводит к погрешности в показаниях датчика.

Цель изобретения - повшаение точности измерений ускорения.

Указанная цель достигается тем, что в центре корпуса, перпендикулярно оси чувствительности датчика, установлены две параллельные перегородки, образующие полость, в которую помещен подпружиненный с двух сторон индикаторный золотник, разделяющий ее на надзолотниковую и подзолотниковую полости, каждая из которых сообщается через отверстие с соответствующёй измерительной камерой, образоваиной в корпусе одной из перегоро док и мембраной, а ко второму фланцу корпуса прикреплена дополнительная цилиндрическая головка с инерционным поршнем, жестко связанным с мембра ой, перекрывающей отверстие штуцера установленного во второй измерительной камере. На корпусе со стороны расходных сопел установлена стабилизационная камера с регулятором давления. Конструктивная схема предлагаемого датчика прийедена на чертеже. Датчик содержит корпус 1, в котором установлены штуцеры 2 и 3 для подвода газа под давлением Рц и сопл 4 и 5 для расхода газа из измеритель ных камер 6 и 7. Мембраны 6 и 9 прикрывают отверстия 10 и 11 в штуцерах 2 и 3. Мембраны 8 и 9 жестко связаны с инерционными поршнями 12 и 13, кото{хле помещены в цилиндрические головки 14 и 15, имеющие дренажные отверстия 16 и 17. Головки 14 и 15 при креплены к фланцам 18 и 19 корпуса 1 Внутри корпуса 1 установлены две параллел ые перегородки 20 и 21, Образующие полость 22, в которую помещен подпружиненный (пружинами 23 и 2 индикаторный золотник 25, разделяющий полость 22 на.надзолотниковую 26 и подзолотниковую 27 полости. Полости 26 и 27 сообщаются через отверстия 28 и 29 с измерительными камерами 6 и 7. На корпусе 1 установлена стабилизационная камера 30 с регулятором давления 31. Стабилизационная камера 30 закрывает расходные сопла 4 и 5. Перед началом функционирования датчика, расположенного на объек те, через штуцеры 2 и 3 к отверстиям 10 и 11 подводится под давлением Р„ газ.. Индикаторный золотник 25 под действием пружин 23 и 24 находится на нулевой отметке. При ускоренном по&гупательном движении вдоль оси чувствительности х - х -инерционные грузы 12 и 13 перемещаются под действием инерционных с.ил Pj в направлении, обратном направлению ускорения объекта. При этом погииень 12, увлекая мембрану 8, приоткривает отверстие 10 штуцера 2, а поршень 13 через мембрану 9 прикрывает отверстие 11 штуцера 3. Вследствие этого расход газа через отверстие 10 увели чивается, а через отверстие 11 уменьшается, что вызывает увеличение давления в измерительной камере 6 и уменьшение давления в измерительной камере 7. В результате давление газа в иадзолотниковой полости 26 увеличится, а в подзолотниковой полости 27 уменьшится. Индикаторный золотниК 25 переместится вниз. Величина перемещения золотника 25 будет пропорциональна величине ускорения объекта (корпуса 1). При изменении направления ускорё ния объекта на противоположное происходит перемещение инерционных поршней 12 и 13 в обратном направлении, что в конечном счете приводит к перемещению индикаторного золотника 25 верх. При этом величина перемещения золотника 25 также будет пропорциональна величине ускорения объекта. При появлении угловой скорости вращения объекта, а следовательно, и корпуса 1 датчика возникают центро бежные силы Гц, которые приводят к разнонаправленному перемещению инерционных по{Я11ией 12 и 13. При этом поршни 12 и 13, увлекая мембраны 8 и 9, приоткроют отверстия 10 и 11 штуцеров 2 и 3, вызвав тем самым увеличение расхода газа через отверстия. В результате давление в измерительных камерах 6 и 7, а следовательно, в надзолотниковой 26 и подзолотниковой 27 полостях повысится на одну и ту же величину. Таким образом, индикаторный золотник 25 не воспримет паразитного сигнала, обусловленного вращением объекта (корпуса 1) в инерционном пространстве. Независимо от резкого перепада давления во внешней среде стабилизационная камера 30 и регулятор давления 31 обеспечивают расчетное давление на срезе расходных сопел 4 и 5. Таким образом, предложенный датчик обеспечивает исключение паразитной составляющей выходного сигнала, вызываемой центробежной силой, которая, возникает вследствие вращения объекта. Формула изобретения 1. Струйный датчик линейных ускорений, содержащий корпус, полость которого представляет собой измерительную камеру, ограниченную с одной стороны мембраной, перекрывакяцей отверстие в штуцере, установленном в корпусе и служащим для подвода газа, расположенные в корпусе сопла для расхода газа, цилиндрическую головку, прикрепленную к фланцу корпуса, в которую помещен инерционный поршень, жестко связанный с мембраной, отличающийся тем, что, с целью повшиеиия точности измерения, в центре корпуса перпендикулярно оси чувствительности датчика установлены две параллельные перегородки, образующие полость, в которую помещен подпруя(инениый с двух сторон индикаторный золотник, разделяющий ее на надзолотниковую и подзолотниковую полости, каждая из кагорах сообщается через отверстие с соответствующей измерительной камерой, образованной в корпусе одной из перегородок и мембраной, а ко второму фланцу

корпуса прикреплена дополнительная Ц1 линдрическая головка с инерционным поршнем, жестко связанным с мембраной, Перекрывающей отверстие штуцера, установленного во второй измерительной камере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

J/ 38