RU2526200C1 - Method to tune string accelerometer - Google Patents
Method to tune string accelerometer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526200C1 RU2526200C1 RU2013110884/28A RU2013110884A RU2526200C1 RU 2526200 C1 RU2526200 C1 RU 2526200C1 RU 2013110884/28 A RU2013110884/28 A RU 2013110884/28A RU 2013110884 A RU2013110884 A RU 2013110884A RU 2526200 C1 RU2526200 C1 RU 2526200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- string
- frequency
- length
- plane
- specified
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к струнным акселерометрам для автономного определения параметров движения летательных аппаратов, и может быть использовано при производстве струнных акселерометров.The invention relates to measuring technique, and more specifically to string accelerometers for the autonomous determination of the motion parameters of aircraft, and can be used in the manufacture of string accelerometers.
Известны струнные датчики, содержащие корпус, натянутую в нем струну и устройство для возбуждения автоколебаний. Конструкция и способ крепления струны имеют первостепенное значение для обеспечения заданной начальной частоты и ее стабильности в процессе настройки основных параметров струнных датчиков. Известны конструкции струнных датчиков физических величин с разными способами крепления струн (см. книгу Карцев Е.А., Коротков В.П. Унифицированные струнные измерительные преобразователи, М., Машиностроение, 1982, стр.34-38). Наибольшую стабильность частоты обеспечивает способ крепления струн прямоугольного сечения между двух плоскостей с предварительной их шлифовкой и притиркой в двух плоскостях -перпендикулярно струне в месте ее выхода и в плоскости вдоль струны. Однако настройка заданной частоты колебаний струны в преобразователях затруднительна и приводит к ухудшению стабильности частоты колебаний.Known string sensors containing a housing, a string stretched in it and a device for exciting self-oscillations. The design and method of attaching the strings are of paramount importance to ensure a given initial frequency and its stability during tuning of the main parameters of string sensors. Known designs of string sensors of physical quantities with different ways of attaching strings (see the book Kartsev EA, Korotkov VP Unified string measuring transducers, M., Engineering, 1982, pp. 34-38). The greatest frequency stability is provided by the method of fastening strings of rectangular cross section between two planes with their preliminary grinding and grinding in two planes — perpendicular to the string at its exit and in the plane along the string. However, setting a predetermined frequency of string oscillations in the transducers is difficult and leads to a deterioration in the stability of the oscillation frequency.
Известен струнный акселерометр (см. авт. св. SU №1840379, G01P 15/10), в котором используется ленточная струна с утолщенными концами, упрощающими крепление струны, с регулировочным устройством, позволяющим изменять натяжение струны, а следовательно, регулировать частоту колебаний. Несмотря на перемещение регулировочного ползуна по радиусу, не удается исключить относительного смещения заделок струны, что приводит к изгибу в заделках утоненной части струны и, следовательно, к дополнительным напряжениям, что ухудшает стабильность частоты колебаний.Known string accelerometer (see ed. St. SU No. 1840379, G01P 15/10), which uses a ribbon string with thickened ends, simplifying the fastening of the string, with an adjusting device that allows you to change the tension of the string, and therefore, control the frequency of oscillations. Despite the movement of the adjusting slide along the radius, it is not possible to exclude the relative displacement of the string terminations, which leads to a bend in the terminations of the thinned part of the string and, therefore, to additional stresses, which affects the stability of the oscillation frequency.
Известен дифференциальный струнный акселерометр и способ его изготовления (см. патент РФ №2258230, G01P 15/10, опубл. 10.08.2005 г., принятый авторами за прототип), заключающийся в получении струны плющением из проволоки. Узлы крепления перед установкой струны шлифуются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях - в плоскости струны и перпендикулярной ей в местах выхода струны из заделок с фиксацией элементов крепления штифтами. Натяжением струны упругим подвесом выбирают требуемую начальную частоту колебания струны, при этом поверхности узлов крепления струны могут не лежать в одной ранее отшлифованной плоскости. Это приводит к деформации струны в местах выхода из заделок. Изгибные напряжения в заделках ухудшают стабильность частоты автоколебаний и точность измерения. Кроме того, нарушается прямолинейность струны, вследствие чего в рабочем диапазоне измерения возможны побочные резонансы, уменьшающие добротность и приводящие к срыву колебаний; увеличивается длительность стабилизации параметров и уменьшается выход годных акселерометров.The known differential string accelerometer and method of its manufacture (see RF patent No. 2258230, G01P 15/10, publ. 10.08.2005, adopted by the authors as a prototype), which consists in obtaining the string by flattening from wire. The attachment points before installing the strings are ground in two mutually perpendicular planes - in the plane of the string and perpendicular to it at the points of exit of the string from the terminations with fixation of the fastening elements by pins. By tensioning the strings with an elastic suspension, the required initial frequency of the string vibration is selected, while the surfaces of the string attachment points may not lie in one previously polished plane. This leads to deformation of the string at the exit points. Bending stresses in terminations impair the stability of the frequency of self-oscillations and the accuracy of the measurement. In addition, the straightness of the string is violated, as a result of which side resonances are possible in the working measurement range, which reduce the quality factor and lead to a breakdown of vibrations; the stabilization time of the parameters increases and the yield of suitable accelerometers decreases.
Задачей предлагаемого изобретения является сокращение длительности стабилизации параметров, времени сборки и увеличение выхода годных струнных акселерометров при изготовлении.The task of the invention is to reduce the stabilization time of the parameters, the assembly time and increase the yield of string accelerometers in the manufacture.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе настройки струнного акселерометра, содержащего струну прямоугольного сечения и консольно закрепленный пластинчатый подвес с грузом, включающий закрепление концов струны между двух плоскостей, предварительно механически обработанных в двух взаимно перпендикулярных направлениях поперек и вдоль струны, особенность заключается в том, что струну выставляют по оси симметрии подвеса перпендикулярно его плоскости, закрепляют последовательно концы струны на грузе и корпусе при совмещении поверхностей крепления в одну плоскость, сравнивают частоту автоколебаний струны с заданной и, при необходимости, корректируют длину струны, исходя из выражения:The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of tuning a string accelerometer containing a rectangular cross-section string and a cantilever fixed plate suspension with a load, including fixing the ends of the string between two planes, previously machined in two mutually perpendicular directions across and along the string, the peculiarity lies in the fact that the string is set along the axis of symmetry of the suspension perpendicular to its plane, the string is fixed tionary loads on the ends of the string and casing when aligned mounting surfaces in a single plane, compared with self-oscillation frequency of the string set and, if necessary, adjusting the length of the string, from the expression:
где Δl - изменение длины струны;where Δl is the change in string length;
f и f0 - фактическая и заданная частота колебаний струны;f and f 0 - the actual and given frequency of the string;
1 и у - длина струны и прогиб подвеса при расположении струны в одной плоскости, при этом вновь механически обрабатывают поверхности крепления до расположения их в одной плоскости, причем длину струны уменьшают, если частота меньше заданной, и увеличивают, если больше, затем прикладывают к грузу в месте крепления струны усилие, плавно изменяющее натяжение струны в рабочем диапазоне частот, и оценивают изменение амплитуды сигнала со струны, добиваясь точной установкой струны попадания частоты и амплитуды сигнала в заданный допуск, после чего проводят термомеханическое старение акселерометра.1 and y are the string length and suspension deflection when the string is in the same plane, the fastening surfaces are again machined to be located in the same plane, and the string length is reduced if the frequency is less than the specified one and increased if more, then applied to the load at the point of attachment of the string, the force smoothly changing the tension of the string in the working frequency range, and evaluate the change in the amplitude of the signal from the string, achieving accurate installation of the string hit the frequency and amplitude of the signal in a given tolerance, after four to carry out thermomechanical aging accelerometer.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема закрепления струны в акселерометре (вид сбоку), пунктиром показано начальное положение недеформированного подвеса, на фиг.2 - подвес с грузом (вид снизу), на фиг.3 показана установка струны с отклонением от перпендикулярности к плоскости подвеса; на фиг.4 представлен вариант установки струны, смещенной от оси симметрии подвеса (вид со стороны подвеса), на фиг.5 - то же, но в сечении струны.The essence of the invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a structural diagram of the string fastening in an accelerometer (side view), the dotted line shows the initial position of the undeformed suspension, Fig. 2 - suspension with a load (bottom view), Fig. 3 shows the installation of the string with a deviation from perpendicularity to the plane of the suspension; figure 4 presents the installation of the string, offset from the axis of symmetry of the suspension (view from the side of the suspension), figure 5 is the same, but in cross section of the string.
В струнном акселерометре (фиг.1) струна 1 прямоугольного сечения одним концом закрепляется на корпусе 2, другим - на грузе 3, который жестко скреплен с упругим пластинчатым подвесом 4, изолированным от корпуса 2, к которому он крепится с помощью клея и винтов (на фиг.1 не показаны). Возбуждение автоколебаний струны 1 осуществляется магнитоэлектрическим приводом, включающим постоянный магнит и электронную схему возбуждения. Струна 1 располагается в поле постоянного магнита, а ее концы прижимаются к корпусу 2 и грузу 3 плоскими накладками 5 и 6 с помощью винтов (на фиг.1 не показаны). Для исключения неопределенности крепления струны 1 в заделках проводят механическую обработку мест выхода струны 1 перпендикулярно плоскости колебаний, исключая так называемую «ступеньку». Также проводят шлифовку поверхностей груза 3 и корпуса 2 в плоскости струны 1 для устранения скручивания и изгиба струны 1. Механическую обработку перпендикулярно струне 1 проводят в приспособлении, фиксирующем подвес 4 в напряженном распрямленном положении, причем расстояние между заделками становится равным длине l струны 1 при установке. Из-за отклонения геометрических и упругих параметров подвеса 4 и струны 1 не удается обеспечить требуемую начальную частоту f0 в допуске порядка 1%. Регулировочные устройства вызывают дополнительные напряжения в контуре натяжения струны 1 и поэтому нежелательны. В прототипе изменяют натяжение струны 1 изменением прогиба подвеса 4, но при этом поверхности крепления концов струны 1 на грузе 3 и корпусе 2 выходят из одной плоскости. Причем абсолютные величины изменения прогиба Δy подвеса 4 и длины Δl струны 1 равны. Это видно из фиг.1: насколько увеличится прогиб подвеса 4, настолько уменьшится длина струны 1. Относительное отклонение частоты f от заданного начального значения f0 при настройке определяется выражением:In the string accelerometer (Fig. 1), a
где l и y - длина струны 1 и прогиб подвеса 4.where l and y are the length of the
Длина струны 1 обеспечивается установкой калибра в приспособлении при механической обработке с высокой точностью ~(0,1-0,2)%, а прогиб заневоленного подвеса 4 при этом колеблется в пределах (1-10)%. При настройке частоты часть акселерометров попадает в 1% допуск, обеспечив длину струны 1 при механической обработке. Другая часть требует корректировки длины струны 1 в зависимости от отклонения начальной частоты
Отношение
Благодаря предложенному способу настройки акселерометра сокращается длительность стабилизации параметров, время сборки и увеличивается выход годных струнных акселерометров при изготовлении.Thanks to the proposed method for adjusting the accelerometer, the stabilization time of the parameters, the assembly time are reduced, and the yield of suitable string accelerometers during manufacture is increased.
Claims (1)
,
где Δl - изменение длины струны;
f и f0 - фактическая и заданная частота колебаний струны;
l и y - длина струны и прогиб подвеса при расположении струны в одной плоскости, при этом вновь механически обрабатывают поверхности крепления до расположения их в одной плоскости, причем длину струны уменьшают, если частота меньше заданной, и увеличивают, если больше, затем прикладывают к грузу в месте крепления струны усилие, плавно изменяющее натяжение струны в рабочем диапазоне частот, и оценивают изменение амплитуды сигнала со струны, добиваясь точной установкой струны попадания частоты и амплитуды сигнала в заданный допуск, после чего проводят термомеханическое старение акселерометра. A method for tuning a string accelerometer containing a rectangular cross-section string and a cantilever fixed plate suspension with a load, including fixing the ends of the string between two planes previously machined in two mutually perpendicular directions across and along the string, characterized in that the string is set along the suspension symmetry axis perpendicular to it planes, sequentially fix the ends of the strings on the load and the body when combining the mounting surfaces in one plane, compare the frequency the oscillations of the string to a predetermined length and adjusting if necessary the string from the expression:
,
where Δl is the change in string length;
f and f 0 - the actual and given frequency of the string;
l and y are the length of the string and the deflection of the suspension when the string is located in the same plane, while the fastening surfaces are again machined to be located in the same plane, and the string length is reduced if the frequency is less than the specified one and increased if more, then applied to the load in the place of string attachment, the force smoothly changing the tension of the string in the working frequency range, and the change in the amplitude of the signal from the string is evaluated, ensuring that the string accurately sets the frequency and amplitude of the signal to the specified tolerance, after which o conduct thermomechanical aging of the accelerometer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110884/28A RU2526200C1 (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Method to tune string accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110884/28A RU2526200C1 (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Method to tune string accelerometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526200C1 true RU2526200C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013110884/28A RU2526200C1 (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Method to tune string accelerometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526200C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU853556A1 (en) * | 1979-04-09 | 1981-08-07 | Предприятие П/Я В-8584 | Wire accelerometer temperature coefficient regulation method |
RU2258230C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Differential string accelerometer and method of its making |
SU1840364A1 (en) * | 1981-11-23 | 2006-09-27 | Научно-исследовательский институт прикладной механики имени академика В.И.Кузнецова | String accelerometer |
RU2381511C1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Геофизика-НВ" | Comprehensive test procedure for unified positioning systems based on micromechanical accelerometres and gyroscopes and automated test bench therefor |
-
2013
- 2013-03-13 RU RU2013110884/28A patent/RU2526200C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU853556A1 (en) * | 1979-04-09 | 1981-08-07 | Предприятие П/Я В-8584 | Wire accelerometer temperature coefficient regulation method |
SU1840364A1 (en) * | 1981-11-23 | 2006-09-27 | Научно-исследовательский институт прикладной механики имени академика В.И.Кузнецова | String accelerometer |
RU2258230C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" | Differential string accelerometer and method of its making |
RU2381511C1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Геофизика-НВ" | Comprehensive test procedure for unified positioning systems based on micromechanical accelerometres and gyroscopes and automated test bench therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7954215B2 (en) | Method for manufacturing acceleration sensing unit | |
RU2627939C2 (en) | Method for determining threshold of fatigue crack nonproliferation at high frequency | |
US8100016B2 (en) | Vibratory sensor | |
US11340253B2 (en) | High performance micro-electro-mechanical systems accelerometer with electrostatic control of proof mass | |
JP5409912B2 (en) | Low frequency folding pendulum with high mechanical quality factor and seismic sensor using such folding pendulum | |
CN110849312A (en) | Resonance type dynamic strain calibration device and method | |
RU2526200C1 (en) | Method to tune string accelerometer | |
RU2524743C2 (en) | Method for calibration of piezoelectric vibration transducer on operation site without dismantlement | |
WO2005067379A2 (en) | A test device and method for measuring strength | |
US4288901A (en) | Method of manufacturing and calibrating a displacement measuring sensor | |
US4170897A (en) | Displacement measuring sensor | |
WO2013027741A1 (en) | Piezoelectric vibration sensor | |
RU2605503C1 (en) | Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator | |
US6807872B2 (en) | Force transducer having a central portion of reduced thickness | |
US10996152B2 (en) | Apparatus and method for two dimensional nanoindentation | |
RU2421736C1 (en) | Accelerometer | |
RU160952U1 (en) | RESONATOR MICROMECHANICAL ACCELEROMETER | |
RU2387999C1 (en) | Multibeam accelerometre - analyzer of mechanical oscillations spectrum based on piezoresistive converters | |
RU2258230C1 (en) | Differential string accelerometer and method of its making | |
JP6432238B2 (en) | Vibration analysis apparatus and vibration analysis method | |
RU2528103C1 (en) | String accelerometer | |
SU1432408A1 (en) | Electric measuring instrument and method of fastening its moving part | |
RU2749873C1 (en) | Piezoelectric stand | |
SU962791A1 (en) | Method of testing materials cyclic-extension-compression | |
RU2348936C1 (en) | Accelerometer using superficial ultrasonic waves with resonator |