RU1774271C

RU1774271C - Device for checking transverse sensitivity of accelerometers

Info

Publication number: RU1774271C
Application number: SU904851151A
Authority: RU
Inventors: Алексей Дмитриевич Дегтярев; Владимир Николаевич Евграфов
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Сущность изобретени : на неподвижном основании неподвижно закреплен вал. На этот вал насажен с возможностью вращени ведущий кривошип, выполненный в виде ротора. Имеетс привод ведущего кривошипа, а также ведомый кривошип и два спарника ведущего и ведомого кривошипов. При этом один спарник неподвижный и жестко скреплен с валом, а другой спарник подвижный и шарнирно подвешен к ведущему кривошипу, а ведомый кривошип шарнирно подсоединен к неподвижному спарнику и подвижному спарнику, так что кривошипы и спарники образуют параллелограммный механизм. 3 ил.The invention relates to a measurement technique. SUMMARY OF THE INVENTION: A shaft is fixedly mounted on a fixed base. A leading crank made in the form of a rotor is mounted rotatably on this shaft. There is a drive of the driving crank, as well as a driven crank and two pairs of leading and driven cranks. In this case, one coupler is fixed and rigidly attached to the shaft, and the other coupler is movable and pivotally suspended to the leading crank, and the driven crank is pivotally connected to the stationary coupler and movable coupler, so that the cranks and pairings form a parallelogram mechanism. 3 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл определени характеристик акселерометров.The invention relates to measuring technique and is intended to characterize accelerometers.

Как известно, при измерении параметров ударного ускорени с помощью пьезоэлектрических акселерометров возникает р д погрешностей. Одна из них из-за вли ни поперечных составл ющих ускорени . Поэтому необходимо знать чувствительность акселерометра к ускорени м, действующим перпендикул рно его геометрической оси.As is known, when measuring shock acceleration parameters using piezoelectric accelerometers, a number of errors occur. One of them is due to the influence of the transverse components of the acceleration. Therefore, it is necessary to know the sensitivity of the accelerometer to accelerations acting perpendicular to its geometric axis.

Известно устройство дл определени поперечной чувствительности акселерометров (а. с. СССР № 282778, кл. G 01 Р 15/02), содержащее цилиндрическую консольную балку, один конец которой укреплен в основании , а на другом конце расположен акселерометр . Имеетс электромагнитна система возбуждени , состо ща из катушки подмагничивани и двух пар электромаг- нитов. Электромагниты электрическиA device is known for determining the lateral sensitivity of accelerometers (A.S. USSR No. 282778, class G 01 P 15/02), comprising a cylindrical cantilever beam, one end of which is fixed at the base, and an accelerometer is located at the other end. There is an electromagnetic excitation system consisting of a magnetizing coil and two pairs of electromagnets. Electromagnets electrically

соединены с делителем напр жени и фазовращателем , на который подаетс напр жение возбуждени . Оси электромагнитов взаимно перпендикул рны. Катушку подмагничивани подключают к источнику посто нного напр жени , а фазовращател - к источнику переменного напр жени , частота которого мен етс в требуемых пределах . Измен с помощью делител и фазовращател напр жение на электромагнитах и сдвиг фаз между ними, поворачивают плоскость колебаний цилиндрической балки, поддержива ее амплитуду посто нной . Таким образом балка подвергаетс поперечным колебани м в своей средней части, а акселерометр испытывает вибрационные ускорени -перпендикул рно своей геометрической оси.connected to a voltage divider and a phase shifter to which a field voltage is applied. The axes of the electromagnets are mutually perpendicular. The magnetization coil is connected to a constant voltage source, and the phase shifter is connected to an alternating voltage source, the frequency of which varies within the required limits. Using the divider and phase shifter, changing the voltage on the electromagnets and the phase shift between them rotate the plane of oscillation of the cylindrical beam, maintaining its amplitude constant. Thus, the beam undergoes transverse vibrations in its middle part, and the accelerometer experiences vibrational accelerations perpendicular to its geometric axis.

Принима одно из положений колебаний за начальное и затем став в соответствие угол отклонени от этого положени и амплитуду выходного сигнала акселерометpa , получают диаграмму поперечной чувствительности акселерометра.Taking one of the vibrational positions as the initial one and then matching the angle of deviation from this position and the amplitude of the accelerometer output signal, a transverse sensitivity diagram of the accelerometer is obtained.

Однако, в известном устройстве воспроизведение ускорений происходит в вибрационном режиме. Следовательно, на результаты исследований оказывает вли ние амплитудно-частотна характеристика акселерометра. И на различных частотах акселерометр может иметь различный коэффициент передачи в зависимости от соотношени воздействующей частоты и собственной частоты акселерометра. Кроме того, в этом устройстве достаточно сложно поддерживать посто нной амплитуду колебаний . Это обусловлено тем, что плоскость приложени воздействующей силы электромагнитов к консольной балке лежит значительно ниже плоскости установки акселерометра. Поэтому даже незначительное отклонение амплитуды возбуждающей силы от заданной вызывает существенное отклонение в амплитуде колебаний конца консольной балки, а следовательно, и амплитуды ускорений, действующих на акселерометр .However, in the known device, the reproduction of accelerations occurs in vibration mode. Consequently, the amplitude-frequency characteristic of the accelerometer influences the results of studies. And at different frequencies, the accelerometer may have a different transmission coefficient depending on the ratio of the acting frequency and the natural frequency of the accelerometer. In addition, in this device it is rather difficult to maintain a constant amplitude of oscillations. This is because the plane of application of the acting force of the electromagnets to the cantilever beam lies significantly below the plane of the accelerometer. Therefore, even a slight deviation of the amplitude of the exciting force from the predetermined one causes a significant deviation in the amplitude of the oscillations of the end of the cantilever beam, and therefore the amplitude of the accelerations acting on the accelerometer.

Следует отметить также низкий уровень амплитуд воспроизводимых ускорений, св занный с ограниченными возможност ми используемого возбудител .It should also be noted that the amplitudes of reproducible accelerations are low due to the limited capabilities of the pathogen used.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению вл етс устройство дл определени поперечной чувствительности акселерометров по за вке N 4801134/10 того же за вител от 11.03.1990 г.Closest to the technical nature of the present invention is a device for determining the lateral sensitivity of accelerometers according to the application N 4801134/10 of the same applicant from 03/11/1990,

Устройство содержит два кривошипа ведомый и ведущий, соединенные спарником . Вал одного из кривошипов св зан с электродвигателем, на этом же валу установлены тахогенератор, св занный с двигателем и датчик угла поворота. На спарнике закреплен градуируемый акселерометр так, что его геометрическа ось перпендикул рна спарнику.The device contains two crank driven and leading connected by a pair. The shaft of one of the cranks is connected to an electric motor; a tachogenerator connected to the engine and a rotation angle sensor are mounted on the same shaft. A calibrated accelerometer is fixed to the pair so that its geometrical axis is perpendicular to the pair.

При включении электродвигател кривошипа начинают вращение, привод в движение спарник. При этом сггарник совершает круговое поступательное движение .When the crank motor is turned on, they begin to rotate, driving the twin. In this case, the burner performs a circular translational motion.

По свойствам кругового поступательного движени кажда точка спарника имеет при движении одинаковые траекторию, скорость и ускорение, причем вектор ускорени совершает вращение вокруг точки. Поэтому акселерометр, закрепленный на спарнике испытывает ускорение, вектор которого вращаетс вокруг оси акселерометра .According to the properties of circular translational motion, each point of a twin has the same trajectory, speed and acceleration when moving, and the acceleration vector rotates around the point. Therefore, the accelerometer mounted on the coupled experiences acceleration, the vector of which rotates around the axis of the accelerometer.

При достижении заданной скорости вращени кривошипов, котора поддерживаетс на заданном уровне с помощью тахо- генератора, датчик угла поворота о каждый момент времени выдает сигнал пропорциональный углу поворота. При этом, с акселерометра поступает сигнал от действи ускорени . По показани м акселерометра и датчика угла поворота стро т круговую диаграмму поперечной чувствительности. Однако известное устройство дл опре0 делени поперечной чувствительности акселерометров обладает большими габаритными размерами,Upon reaching a predetermined crank rotation speed, which is maintained at a predetermined level by means of a tacho generator, the angle sensor o gives a signal proportional to the angle of rotation at each moment in time. In this case, the accelerometer receives a signal from the action of acceleration. According to the readings of the accelerometer and the angle sensor, a pie chart of lateral sensitivity is constructed. However, the known device for determining the lateral sensitivity of accelerometers has large overall dimensions,

Целью изобретени вл етс уменьшение габаритных размеров.An object of the invention is to reduce overall dimensions.

5 Поставленна цель достигаетс тем, что в известном устройстве дл определени поперечной чувствительности акселерометров , содержащем два кривошипа, один из которых ведущий, второй - ведомый, вал5 The goal is achieved in that in the known device for determining the transverse sensitivity of the accelerometers, containing two cranks, one of which is the leading, the second - the driven shaft

0 ведущего кривошипа, привод, спарник дл креплени акселерометра, датчик угла поворота и тахогенератор, введен второй спарник, жестко скрепленный с неподвижно установленным упом нутым валом веду5 щего кривошипа, при этом, ведущий кривошип выполнен в виде ротора, а второй-ведомый кривошип шарнирно присоединен ко второму спарнику так, что кривошипы и спарники образуют параллелограммный0 leading crank, drive, coupler for mounting the accelerometer, rotation angle sensor and tachogenerator, a second coupler is inserted, rigidly fixed to the said shaft of the driving crank fixedly, while the leading crank is made in the form of a rotor, and the second-driven crank is pivotally attached to the second pair so that the cranks and pairs form a parallelogram

0 механизм.0 mechanism.

За вителю не известны аналоги и другие технические решени , в которых содержитс неподвижный спарник жестко скрепленный с неподвижно установленнымNo analogs or other technical solutions are known for the propeller, in which a stationary pair is rigidly fixed to a fixed set

5 валом ведущего кривошипа.5 shaft leading crank.

Таким образом, предлагаемое техническое решение удовлетвор ет критерию Существенные отличи .Thus, the proposed technical solution meets the criterion of Significant differences.

На фиг. 1 изображена схема предлага0 емого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1.

Устройство дл определени поперечной чувствительности акселерометров (фиг. 1) содержит неподвижное основание 1,A device for determining the lateral sensitivity of accelerometers (Fig. 1) contains a fixed base 1,

5 на котором неподвижно закреплен вал 2. На вал 2 насажен с возможностью вращени ведущий кривошип 3, выполненный в виде ротора. Имеетс привод 4 ведущего кривошипа 3, а также ведомый кривошип 5 и два5 on which the shaft 2 is fixedly mounted. A leading crank 3 made in the form of a rotor is mounted rotatably on the shaft 2. There is a drive 4 of the leading crank 3, as well as a driven crank 5 and two

0 спарника 6 и 7 кривошипов 3 и 5. При этом, спарник 6 неподвижный и жестко скреплен с упом нутым валом 2, спарник 7 подвижный и шарнирно подвешен к ведущему кривошипу 3, а ведомый кривошип 5 шарнирно0 pair 6 and 7 of cranks 3 and 5. Moreover, pair 6 is fixed and rigidly attached to said shaft 2, pair 7 is movable and pivotally suspended to the leading crank 3, and the driven crank 5 is pivotally

5 подсоединен к неподвижному спарнику 6 и подвижному спарнику 7, так что кривошипы 3 и 5 и спарники б и 7 образуют параллелограммный механизм. Кроме того, привод 4 имеет тахогенератор 10. На подвижном спарнике 7 крепитс испытуемый акселерометр 9, а на основании 1 датчик угла поворота 8, св занный с ведущим кривошипом 3.5 is connected to a fixed pair 6 and a movable pair 7, so that the cranks 3 and 5 and the pairs b and 7 form a parallelogram mechanism. In addition, the drive 4 has a tachogenerator 10. A test accelerometer 9 is mounted on the movable pair 7, and on the base 1, a rotation angle sensor 8 connected to the leading crank 3.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

При включении привода 4 ведущий кривошип-ротор 3 начинает вращение, привод в движение спарник 7 и ведомый кривошип 5, Поскольку образован параллелограмм- ный механизм, а спарник 6 неподвижен, то спарник 7 совершает круговое поступательное движение. При этом, акселерометр 9 закрепленный на спарнике 6, испытывает ускорение, вектор которого вращаетс вокруг оси акселерометра 9. При достижении заданной скорости вращени кривошипов 3 и 5, котора поддерживаетс на заданном уровне с помощью тахогенератора 10, датчик угла поворота 8 в каждый момент времени выдает сигнал пропорциональный углу поворота спарника 7. При этом, акселерометр 9 вырабатывает сигнал от действи ускорени . По показани м акселерометра иWhen the drive 4 is turned on, the leading crank rotor 3 starts to rotate, the drive is driven by the coupler 7 and the driven crank 5, since a parallelogram mechanism is formed, and the coupler 6 is stationary, then the coupler 7 makes a circular translational motion. At the same time, the accelerometer 9 mounted on the pair 6, experiences acceleration, the vector of which rotates around the axis of the accelerometer 9. Upon reaching the specified rotation speed of the cranks 3 and 5, which is maintained at a predetermined level by the tachogenerator 10, the rotation angle sensor 8 gives out at each moment of time the signal is proportional to the angle of rotation of the pair 7. In this case, the accelerometer 9 generates a signal from the action of acceleration. According to the accelerometer and

й th

датчика угла поворота стро т круговую диаграмму поперечной чувствительности.The angle sensor constructs a pie chart of lateral sensitivity.

Таким образом, предлагаемое устройство дл определени поперечной чувстви- 5 тельности акселерометров обладает малыми габаритными размерами.Thus, the proposed device for determining the transverse sensitivity of accelerometers has small overall dimensions.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for determining the lateral sensitivity of accelerometers, comprising two cranks, one of which is a drive connected to the shaft and made in the form of a rotor, and the other is a driven drive coupler for mounting an accelerometer 15 meters, a rotation angle sensor, characterized in that , in order to reduce the overall dimensions, a tacho-generator and a pair are inserted into it, rigidly fastened to the fixed shaft of the driving 20 crank, while the driven crank is pivotally connected to the second pair so that the cranks Py and pair compose a parallelogram mechanism.

Fs / s 1

/ 4 - / 4 loverna / ggo 6

fie. 2

C - b

/

fig.Z