Способ определения параметров маятникового компенсационного акселерометра Советский патент 1981 года по МПК G01P21/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТГОВ МАЯТНИКОВОГО КОМПЕНСАЦИОННОГО АКСЕЛЕГОМЕТРА

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля маятниковых компенсациойных акселерометров с упругим подвесом (УП) чувствительного элемента при определении крутизны характеристики датчика угла(ДУ) и относительной жесткости упругого подвеса маятника.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения характеристики маятникового компенсационного акселерометра, заключающийся в развороте акселерометра на заданные углы относительно вектора ускорения силы тяжести и измерении выходных сигналов l. Недостатком известного способа является невозможность определить KpyTiji3Hy характеристики датчика угла и жесткость упругого подвеса.

В соответствии с известным способом, акселерометр наклоняют от нулевого положения на угол, больший угла отклонения маятника. При этом сила тяжести действует на маятник в направлении от нулевого положения , а так как упругая сила всегда направлена к нулевому положению, то моменты силы тяжести и упругой силы во всех положениях вычитаются и разделить их принципиально невозможно. Значит невозможно; определить крутизну и жесткость.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет разделения влияния жесткости упругого подвеса и крутизны характеристики датчика

10 угла на результат измерения.

Указанная цель достигается тем, что акселерометр устанавливают в два нулевых положения - маятник вверх и маятник вниз, в каждом из этих

15 положений введением рассогласования .в контур обратной связи отклоняют MafiTHHK в обе стороны от каждого нулевого положения, измеряют сигналы датчика угла до и после отклонения

20 маятника, по изменениям сигнала акселерометра рассчитывают крутизну характеристики датчика угла и относительную жесткость упругого подвеса маятника по формулам

25

2Кти

К дЗд. - дЗи

дЗа +AJ.J дЗг-дЗн

где К - крутизна характеристики датчика угла;

К крутизна выходной характеристики акселеронетра;

и сигнал с датчика угла при отклонениях маятника;

u3j разность выходных сигналов акселерокктра при отклонениях маятника от нулевого положения - маятник вверх;

J&3: разность выходных сигнало акселерометра при отклонениях маятника от нулевого положения - маятник вниз; m - жесткость упругого подвес

маятника.

Маятник отклоняют смещением нуля датчика угла, а при отклонениях от нулевого положения - маятник вниз размыкают цепь обратной связи и измеряют сигнал с датчика угла.

На фиг. 1 показано нулевое положение акселерометра - маятник вверх на фиг. 2 и 3 - положения маятника при отклонении на угол ± | от положения маятника вверх; на фиг. 4 - нулвое положение акселерометра - маятник вниз; на фиг. 5 и 6 - положение маятника при отклонении на угол р от положения маятник вниз.

Сигнал рассогласования можно ввести в любуюточку контура обратной связи акселерометра, т.е. на вход усилителя, между его каскада Мн или на выход.

При этом уровень необходимого сигнала будет зависеть от коэффициента усиления участка от входа усилтеля .до точки ввода сигнала.

При отклонений маятника на углы ±р от первого нулевого положения (фиг. 2 и 3) измеряют сигналы с ДУ, и и и

и выходные

т.е. иапряжвнин w и у ,

сигналы, т.е. токи датчика момент

(ДМ) 01( и 3 .

Аналогично, при отклонениях маятника от второго нулевого положения (фиг. 5 и 6)измеряют напряжения Ug,

т« ГПГ-Ч/-М -j

2t ,} Затем вычисляют

Uj И ТОКИ среднее значение сигнала с датчика угла

u +ulj-mk-mz.

Ъ

4

и-изменения тока датчика момента при отклонениях маятника в двух нулевых положениях

з1

-3i

йЗн

- т

ДО,

Другой способ отклонения маятника заключается в смещении нуля датчика угла. В этом случае сигнал с датчика угла не будет изменяться при отклонении маятника, и для определения крутизны надо при отклонениях

от второго нулевого положения разомкнуть цепь обратной связи и измерить напряжения U и , .при этом среднее значение сигнала с датчика угла будет

и - V .

2

По величинам и,дЗ , ujj можно рассчитать крутизну характеристики датчика угла

и

К

р

и относительную угловую жесткость упругого подвеса

м где С - угловая жесткость упругого

подвеса;

статический момент маятника. Из уравнений равновесия маятника в отклоненных положениях получаем формулы для расчета крутизны характеристики датчика угла

2Кти

К

дЗа-дЗ относительной жесткости

„ . .

-йЗ

Для повышения точности измерения угол отклонения маятника выгодно увеличить.

Пределом является угол Р котором, маятник ляжет на упор.

Предложенный способ позволяет определить жесткость упругого подвеса маятника и крутизну характеристики датчика угла в собранном (закрытом) акселерометре Сез погрешности, вызываемой влиянием жесткости упругого подвеса на результату измерения.

Формула изобретения

из 4eнeнriям сигнала с датчика угла и выходного сигнала акселерометра рассчитывают крутизну характеристики датчика угла и относительную жесткость упругого подвеса маятника по .формулам

К т.Ц , дD2-.3

m Д +A

де К. - крутизна характеристики датчика угла;

крутизна выходной характеК тристики акселерометра;

и сигнал с датчика угла при отклонениях маятника;

Д разность выходных сигналов акселерометра при отклонениях маятника от нулевого положения - маятник вверх; дЗа - разность выходных сигналов акселерометра при отклоне. ниях маятника от, нулевого положения - маятник вниз; m - жесткость упругого подвеса

маятника.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 647611, кл. G 01 Р 21/00, 1976 (прототип).

Фиг.

Фиг. 5