Устройство для испытаний акселерометров в ударном режиме Советский патент 1983 года по МПК G01P21/00 

(S) УСТРОЙСТВО для ИСПЫТАНИЙ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ В УДАРНОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытан и калибровке пьезоэлектрических акселерометров в режиме измерения ударных ускорений. , ним из основных параметров, определяющих качество акселерометра является чувствительность к воздействию боковых ускорений. Известно, что коэффициент попере ной чувствительности акселерометра определяется, как правило, на вибро стенде. Акселерометр устанавливают на стенд так, чтобы его ось максимальной чувствительности была направлена перпендикулярно направлени движения платформы стенда. При вибрациях платформы измеряют показания акселерометре в поперечном направлении и относят к показаниям в направлении оси максимальной чувствительности 1 . Однако, неоютря на широкую распространенность таких устройств, им присущи большие погрешности в определении коэффициента поперечной чувствительности. Это обстоятельство вызвано тем, что вибростенды имеют высокий уровень собственных поперечных составляющих ускорения. Известно также устройство для метрологической аттестации акселерометров по коэффициенту поперечной чувствительности на основе цилиндрического стержня, Установка содержит цилиндрический стержень, жестко закрепленный одним торцом к основанию плиты, возбудитель колебаний стержняи исследуемый акселерометр, установленный на свободном торце стержня.Колебания стержня возбуждают посредством вращаемого вокруг него электромагнита С2. Указанный стенд имеет высокие метрологические характеристики. Однако ему присущи такие недостатки, как малый диапазон создаваемых ус3корений (не более 1500 м/с); узкий диапазон рабочих частот (500+50 Гц) низкая точность определения коэффици ента поперечной чувствительности (около 20). Отмеченные недостатки не позволя ют использовать известный стенд для определения коэффициента поперечной чувствительности во всем (рабочем) диапазоне ударных акселерометров. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для испытаний акселерометров в ударном режиме, содержащее основной стержень, возбудитель коле баний и дополнительный стержень, на одном конце которого установлено средство для крепления исследуемого акселерометра СЗ J Недостатком известного устройств является невозможность определения коэффициента поперечной чувствитель ности акселерометра. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем основной стержень, возбудитель колебаний и дополнительный стержень, на одном конце которого устаноапено средство для крепления исследуемого акселерометра, дополнительный стержень установлен с возможностью поворота вокруг своей оси в основном стержне перпендикулярно его оси на расстояни от торца, соединенного с возбудителе колебаний, определяемом по формуле где Ти - длительность положительной фазы продольной ударной волны, с; С, Сп скорости распространения продольной и поперечной ударных волн о стержне, м/с. На чертеже представлено устройство для испытаний акселерометров в ударном режиме, общий вид. Устройство содержит основной стер жень 1, дополнительный стержень 2, исследуемый акселерометр 3«образцовы акселерометр А,согласующие усилитеселерометр k, согласующие усилители 5 и 6, регистратор 7, датчик 8 запуска регистратора 7, ударник 9, 14 индукционную катушку 10, пружину 11, генератор 12 импульсного тока и пусковую кнопку 13. Испытуемый акселерометр 3 и дополнительный стержень 2 установлены перпендикулярно оси основного стержня 1 на расстоянии L, от его нижнего торца. Ударник 9 выполнен в виде подвижного электромагнита и установлен внутри индукционной катушки 10. Датчик 8 предназначен для запуска регистратора 7 и расположен в нижней части стержня 1, Устройство работает следующим образом. При нажатии пусковой кнопки 13 в индукционной катушке Ю возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с ударником 9. Ударник 9 ударяет по торцу стержня 1 и создает в нем продольную и поперечные волны. Поперечная волна вызывает срабатывание датчика 8, который зйпускает работу регистратора 7. Продольная волна при заданной длине стержня L, опережает поперечную волну на длительность импульса Т и воздействует на дополнительный стержень 2 с акселерометром 3. При этом акселерометру 3 задают определенный угол поворота вокруг своей оси и измеряют выходные сигналы акселерометров 3 и в момент воздействия на них только первичной продольной волны. Регистратор 7 осуществляет запись сигналов с акселерометров 3 и Ц, обработку этих сигналов и определение коэффициента поперечной чувствительности при заданных углах по ворота акселерометра 3Высокая точность измерения коэффициента поперечной чувствительности достигнута за счет определения во времени прихода . на дополнительный стержень 2 первичных импульсов ускорения продольной и поперечной ударных волн. Технические характеристики устройства. Диапазон создаваемых ускорений 510 - 10 длительность ударной волны (положительной фазы продольной волны 50-300 мкс; погрешность определения коэффициента поперечной чувствительности - не болееТехнико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что появляется возможность метрологической аттестации ударных акселерометров по параметру поперечной чувствительности; обеспечивается высокая точность определения коэффициента поперечной чувствительности на верхней границе амплитудно-частотного диапазона акселерометра.. Формула изобретения Устройства для испытаний акселерометров в ударном режиме, содерж щее основной стержень, возбудитель колебаний и дополнительный стержен на одном конце которого установлено средство для крепления исследуемог акселерометра, отличающее с я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей устройства, дополнительный стержень установлен с возможностью поворота вокр 16 своей оси в основном стержне перпендикулярно его оси на расстоянии от торца, соединенного с возбудителем колебаний, определяемом по формуле где - длительность положительной фазы продольной ударной волны, с; С, С2 - скорости распространения продольной и. поперечной ударных волн в стержне, м/с. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Энергия, 1970, с. 30. 2.Пеллинец B.C. Измерение ударных ускорений. М., Стандарты, 1975, с.. 3.Авторское свидетельство СССР № «408222, кл. G 01 Р 21/00, 1972 (прототип).