RU163508U1

RU163508U1 - JET ACCELEROMETER WITH DIGITAL OUTPUT

Info

Publication number: RU163508U1
Application number: RU2016107184/28U
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Беляев; Асим Мустафаевич Касимов; Александр Иванович Попов
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2016-07-20

Abstract

Струйный акселерометр с цифровым выходом, содержащий источник пневматического давления и двухполярный датчик ускорения с инерционной массой, к которому подсоединены каналы обратной связи и каналы, соединяющие его выходы соответственно с двумя струйными генераторами, выходы которых соединены с цифровым струйным вычислителем, отличающийся тем, что датчик ускорения выполнен в виде трехмембранного элемента сравнения с четырьмя примембранными камерами, к средней мембране которого прикреплена инерционная масса, входы крайних примембранных камер соединены через дроссели с источником пневматического давления, а выходные сопла этих камер соединены соответственно с каналами переменного питания струйных генераторов и с каналами обратных связей перекрестно таким образом, что выход каждой крайней камеры соединен со средней камерой, примыкающей к мембране другой крайней камеры.A jet accelerometer with a digital output, containing a source of pneumatic pressure and a bipolar acceleration sensor with inertial mass, to which feedback channels and channels connecting its outputs, respectively, are connected to two jet generators, the outputs of which are connected to a digital jet calculator, characterized in that the acceleration sensor made in the form of a three-membrane element of comparison with four membrane cells, the inertial mass is attached to the middle membrane, the inputs of the extreme membrane 's cameras are connected via chokes to a source of pneumatic pressure, and the outlet nozzles of these chambers are connected respectively to the channels AC power with a drop generator and feedback channels cross, so that at each exit chamber is connected to the secondary chamber adjacent to the membrane at the other chambers.

Description

Полезная модель относится к классу пневмоструйных измерителей ускорения, например летательных аппаратов.The utility model belongs to the class of pneumatic jet acceleration meters, for example, aircraft.

Известен акселерометр, построенный на датчике ускорения с инерционным звеном, укрепленным на мембране многомембранного элемента сравнения (патент RU 2421733, 20.06.2011). Величина давления пропорциональная ускорению преобразуется в выходной частотный и цифровой сигнал. Недостатком такого измерения является влияние колебаний давления питания при измерении ускорения и большая погрешность измерения.Known accelerometer built on an acceleration sensor with an inertial link mounted on the membrane of a multi-membrane comparison element (patent RU 2421733, 06/20/2011). The pressure proportional to acceleration is converted into an output frequency and digital signal. The disadvantage of this measurement is the influence of fluctuations in the supply pressure during the measurement of acceleration and a large measurement error.

Известно устройство струйного акселерометра с цифровым выходом (RU 2286582, 27.10.2006), в котором инерционный датчик маятникового типа соединен с двумя аналогово-частотными преобразователями на базе струйных генераторов, выходная частота которых дифференциально изменяется при изменении длины каналов обратной связи.A device of a jet accelerometer with a digital output is known (RU 2286582, 10.27.2006), in which the pendulum-type inertial sensor is connected to two analog-frequency converters based on jet generators, the output frequency of which varies differently with changing feedback channel lengths.

Диапазон измерения ускорения ограничен невозможностью изменения в широких пределах длины каналов обратных связей генераторов.The range of measurement of acceleration is limited by the impossibility of a wide variation in the length of the feedback channels of generators.

Кроме того, недостатком этого известного устройства является большая погрешность и низкая чувствительность, которая обусловлена датчиком, основанном на струйном сравнении сигналов, отображаемых расходами потоков обратной связи.In addition, the disadvantage of this known device is the large error and low sensitivity, which is due to the sensor based on the jet comparison of signals displayed by the flow rates of feedback flows.

Несмотря на то, что обработка сигнала происходит без подвижных частей (в струйной части), при этом значительно снижена надежность всего устройства наличием механического взаимного перемещения соединительных элементов в каналах обратной связи генераторов частоты. Кроме того, механическое перемещение трубки в трубке (кулисы) обратной связи генераторов создает возможность протечек в зазоре между ними и возникновения переменной величины трения.Despite the fact that signal processing occurs without moving parts (in the jet part), the reliability of the entire device is significantly reduced by the presence of mechanical mutual movement of the connecting elements in the feedback channels of the frequency generators. In addition, the mechanical movement of the tube in the tube (backstage) of the generator feedback creates the possibility of leaks in the gap between them and the occurrence of a variable amount of friction.

Устройство по патенту RU 2286582 принято за прототип.The device according to patent RU 2286582 is taken as a prototype.

Техническим результатом является расширение диапазона измерения ускорения, повышение чувствительности, точности и надежности при независимости результатов измерения от давления питания.The technical result is to expand the range of measurement of acceleration, increasing the sensitivity, accuracy and reliability with the independence of the measurement results from the supply pressure.

Технический результат достигается тем, что предложенный струйный акселерометр с цифровым выходом, содержит источник пневматического давления и двухполярный датчик ускорения с инерционной массой, к которому подсоединены каналы обратной связи и каналы, соединяющие его выходы соответственно с двумя струйными генераторами, выходы которых соединены с цифровым струйным вычислителем, по полезной модели в качестве датчика ускорения применен трехмембранный элемент сравнения с четырьмя примембранными камерами, к средней мембране которого прикреплена инерционная масса, входы крайних примембранных камер соединены через дроссели с источником пневматического давления, а выходные сопла этих камер соединены соответственно с каналами переменного питания струйных генераторов и с каналами обратных связей перекрестно таким образом, что выход каждой крайней камеры соединен со средней камерой, примыкающей к мембране другой крайней камеры.The technical result is achieved by the fact that the proposed jet accelerometer with a digital output contains a pneumatic pressure source and a bipolar acceleration sensor with inertial mass, to which feedback channels and channels connecting its outputs, respectively, with two jet generators, the outputs of which are connected to a digital jet calculator, are connected , according to a utility model, a three-membrane element of comparison with four membrane cells is used as an acceleration sensor, to the middle membrane of which the inertial mass is strengthened, the inputs of the extreme near-membrane chambers are connected via chokes to a source of pneumatic pressure, and the output nozzles of these chambers are connected respectively to the alternating power supply channels of the jet generators and to the feedback channels cross-wise so that the output of each extreme chamber is connected to the middle chamber adjacent to membrane of another extreme chamber.

На рисунке представлена схема струйного акселерометра с цифровым выходом. Устройство содержит источник 1 пневматического давления, двуполярный датчик ускорения 2, выполненный на базе трехмембранного элемента сравнения, например П2ЭС-3 системы УСЭППА, имеющего две крайние примембранные камеры 3 с соплами 4, две средние примембранные камеры 5 и инерционную массу 6, прикрепленную к средней мембране, каналы обратных связей 7, струйные генераторы 8 и цифровой струйный вычислитель 9.The figure shows a diagram of a jet accelerometer with a digital output. The device comprises a source of pneumatic pressure 1, a bipolar acceleration sensor 2, based on a three-membrane comparison element, for example, P2ES-3 of the USEPPA system, which has two extreme membrane chambers 3 with nozzles 4, two middle membrane chambers 5 and an inertial mass 6 attached to the middle membrane , feedback channels 7, inkjet generators 8 and digital inkjet calculator 9.

Устройство работает следующим образом. При ускорении w (отмечено стрелкой) инерционная m масса 6 датчика 2 перемещается, изменяя зазоры относительно сопел 4, уменьшая их с одной стороны и увеличивая с другой. Соответственно изменяются давления на выходах сопел 4, поступающие в крайние камеры 3 от источника давления 1. Изменения в них давления происходит за счет изменения сопротивлений зазоров. Изменяемые таким образом на входах сопел 4 датчика 2 давления передаются в каналы обратных связей 7 и в каналы переменного питания Р_перем струйных генераторов 8, реализованных, например, на струйном дискретном элементе СТ 41 системы ВОЛГА. Вслед за изменениями переменных давлений питания Р_перем генераторов 8 изменяются в широких пределах выходные частоты генераторов 8

и

которые поступают как разность частот

в цифровой струйный вычислитель. Разность частот

отображает величину ускорения w и не зависит от отклонений давления питания Р_пит источника 1.The device operates as follows. When accelerating w (marked by an arrow), the inertial m mass 6 of the sensor 2 moves, changing the gaps relative to the nozzles 4, reducing them on the one hand and increasing on the other. Correspondingly, the pressures at the nozzle exits 4, entering the outer chambers 3 from the pressure source 1, change. The pressure changes in them due to a change in the resistance of the gaps. Variable thus at the inputs of the nozzle 4 2 Pressure sensor are transmitted in the feedback channel 7 and feeds AC power P _AC jet generators 8, implemented, for example, an inkjet discrete element 41 Volga CT system. Following the changes in the variable supply pressures P _{altern of the} generators 8, the output frequencies of the generators 8 vary over a wide range

and

which come as a frequency difference

into a digital inkjet calculator. Frequency difference

displays the value of the acceleration w and does not depend on deviations of the supply pressure P _pit source 1.

Предложенное устройство обеспечивает надежность, расширенный диапазон измерения, повышенные чувствительность и точность измерения ускорения. Это достигается за счет применения мембранного датчика ускорения, выполняющего преобразование величины ускорения в давление путем сопоставления давлений, более точного и чувствительного, чем сопоставление расходов (в прототипе), а также за счет управления в широких пределах частотой генераторов изменением переменного давления питания. Отсутствие трущихся частей, возможность заклинивания механических соединений пневматических каналов, и отсутствие дополнительных протечек повышает надежность работы всего устройства.The proposed device provides reliability, an extended measurement range, increased sensitivity and accuracy of acceleration measurements. This is achieved through the use of a membrane acceleration sensor, which converts the value of acceleration into pressure by comparing pressures that are more accurate and sensitive than comparing costs (in the prototype), as well as by controlling the oscillator frequency over a wide range by changing the alternating supply pressure. The absence of rubbing parts, the possibility of jamming of the mechanical connections of the pneumatic channels, and the absence of additional leaks increases the reliability of the entire device.

Claims

A jet accelerometer with a digital output, containing a source of pneumatic pressure and a bipolar acceleration sensor with inertial mass, to which feedback channels and channels connecting its outputs, respectively, are connected to two jet generators, the outputs of which are connected to a digital jet calculator, characterized in that the acceleration sensor made in the form of a three-membrane element of comparison with four membrane cells, the inertial mass is attached to the middle membrane, the inputs of the extreme membrane 's cameras are connected via chokes to a source of pneumatic pressure, and the outlet nozzles of these chambers are connected respectively to the channels AC power with a drop generator and feedback channels cross, so that at each exit chamber is connected to the secondary chamber adjacent to the membrane at the other chambers.