RU1800370C - Струнный акселерометр - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к системам управлени  движением летательных аппаратов и может быть использовано при разработке чувствительных элементов дл  измерени  ускорений. Сущность изобретени : повышение точности и расширение диапазона измерений малых ускорений без увеличени  габаритных размеров струнного акселерометра, содержащего инерционную массу, подвешенную в корпусе на раст жных и двух струнах одинаковой длины, причем струны выполнены из материалов разной плотности, два посто нных магнита генератора колебаний и датчиков вибрации, которые соединены с датчиком выходного сигнала, устроило дл  нат жени  струн, обеспечивающее посто нство суммы частот колебаний струн. 1 ил..

Description

Изобретение относитс  к системам управлени  движением летательных аппаратов и может быть использовано при разработке чувствительных элементов дл  измерени  ускорений.

Цель изобретени  - повышение точности и увеличение диапазона измерени  малых ускорений без увеличени  габаритных размеров.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в струнный акселерометр, содержащий корпус , инерционную массу, соединенную с корпусом раст жками, два магнита генератора колебаний и датчика вибраций, два датчика вибрации, датчик выходного сигнала , причем выходы первого и второго датчиков вибраций соединены соответственно с первым и вторым входом выходного сигнала , первую струну и устройство дл  нат жени  струн, дополнительно введена втора  струна, котора  имеет одинаковую длину и выполнена из другого материала по плотно- .сти по сравнению с первой струной.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом на котором изображена схема струнного акселерометра. Он содержит корпус 1, в котором закреплена струна 2 и раст жками 3 закреплена инерционна  масса 4, соединенна  со струной 5, противоположный конец которой соединен с устройством дл  нат жени  струн 6. Струны 2 и 5 снабжены посто нными магнитами 7 и 8 генератора колебаний и датчика вибрации и датчиками вибраций 9 и 10, выходы которых соединены соответственно с входами датчика 11 выходного сигнала 11, выход которого соединен с устройством дл  нат жени  струн бис ЦВМ.

Акселерометр работает следующим образом . При отсутствии ускорени  (Wx 0) квадрат частоты колебани  струны 2 равен: Fo FO

fi2

4 L2 me

me

О)

w

Ё

00

о о

со VI о

где Fo - начальное нат жение струн 2 и 5;

те - плотность материала струны 2; те - плотность материала струны 5

Кг - коэффициент пропорциональности св зывающий те с те; L - длина струн 2 и 5. Квадрат частоты колебани  струны 5 равен:

fez

41. me. Разность частот струн 2 и 5 равна:

fl-fz i d)---ЕС---

(2)

KI 4L2me(fi +f2 При наличии ускорени  (Wx & 0) частота олебаний струны 2 равна:

с ,mWx

го-г-«- fl2 ., 2 .(4)

4L2Kime е m - масса инерционного тела 4.

Квадрат частоты колебани  струны 5 ра (3)

вен:

FomWx

tf

Разность частот струн 2 и 5 при наличии ускорени  равна:

fl-fa-Ilr d РО +

KI 4 L 2 me (f i + f2)

+---0+МШ--- Wx. .(6)

Ki4L2me(fi+f2)

При соответствующем подборе материалов , из которых изготавливаютс  струны, можно варьировать значение коэффициента пропорциональности KL Из выражени  (6) видно, что за счет изменени  Ki можно увеличить общий коэффициент пропорциональности

(1+KQ m.

Ki4L2me(fi +fe)

что, в свою очередь, дает фактическое расширение диапазона измерени  малых ускорений без увеличени  габаритных размеров акселерометра. При этом степень расширени  диапазона измер емых малых ускоре

ний будет определ тьс  значением коэффициента пропорциональности К. Полученный эффект от использовани  струн, которые отличаютс  по плотности, по сн етс  следую- 5 щим расчетом. Если примен ть струны, отличающиес  по плотности в два раза, то имеем

Fo

Ю

fi - fa

+ 3

4L2me(fi+fa) mWX

(7)

4L2me(fi+f2) Из выражени  (Т) видно, что чувствительность такого акселерометра возрастает

15 в 3 раза. При этом в случае малого ускорени 

значение квадрата частоты струны 2 в два

раза больше значени  квадрата частоты

струны 5, что практически устран ет  вле ние захвата.

20 Габаритные размеры прототипа примерно в 1,5 раза больше, чем в предлагаемом акселерометре, так как по расчетам длина второй струны прототипа в два раза больше длины первой струны.

25 Применение струн одинаковой длины позвол ет устранить эффект различной реакции на внешние воздействи , что в свою очередь, повышает точность измерени  ускорений летательного аппарата.

30 ф о Р мула изобретени 

Струнный акселератор, содержащий инерционную массу, закреплённую в корпусе с помощью раст жек и двух струн, два магнита генератора колебаний и датчиков

35 вибрации, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входом датчика выходного сигнала, и устройство дл  нат жени  струн, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и увеличе40 ни  диапазона изменени  малых ускорений без увеличени  габаритных размеров, струны имеют одинаковую длину и выполнены из материалов с различной плотностью.