SU1007017A1 - Акселерометр - Google Patents

Abstract

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий два сообщающихс  замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендийул рных плоскост х и заполненных: рабочей жидкостью, и преобразователтГ схода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относителы§о центра масс,измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питани ,о т л и ч а ющ и и с   тем,что,с целью расширени  функциональных возможностей за счет одновременного и независимого измерени  углового и линейного ускорений, части контуров, разделенные преобразовател ми, сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питани  через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие - $ в общую цепь двух злектротезв. (/) О

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угловых и линейных ускорений в электрический сигнал. Известен акселерометр, содержащий замкнутый полый контур, заполненный рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, установленные симметрично относительно его центра масс Г1. Описанный акселерометр  вл етс  однокомпонентым и предназначен дл  определени  параметров углового нестационарного движени . Дл  одновременного измерени  в направлении взаимно перпендикул рных осей параметро углового и линейного компонент неста ционарного движени  дополнительно ис пользуют линейный акселерометр, измерительна  ось которого перпендикул рна измерительной оси углового акселерометра . Такой акселерометр, образованный двум  акселерометрами, смонтированными совместно, имеет инструментальную погрешность, обусловленную неперпендикул рностью их изме рительных осей, возникающей при монтаже и эксплуатации. Установка перпендикул рности измерительных осей представл ет известные технологические трудности. Известен также акселерометр, содержащий два сообщающихс  замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикул рных плоскост х и заполненных рабочей жидкостью, и пре собразователи i расхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питани . Этот акселерометр позвол ет измер ть параметры линейного и углового компонент нестационарного движени . В акселерометре отсутствует погрешность , обусловленна  взаимной неперпендикул рностью измерительных осей 2. Недостатком известного акселерометра  вл етс  невозможность выделени  информации одновременно и независимо о линейном и угловом ускорени х . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет одновременного и независимо.го измерени  углового и линейного ус корений. Поставленна  цель достигаетс  тем что в акселерометре, содержащем два сообщающихс  замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикул рных плоскост х и заполненных рабочей жидкостью, и преобразователи расхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс, измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питани , части контуров, разделенные преобразовател ми , сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питани  через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие - в общую цепь двух эле ктродо в. На фиг.1 изображена схема акселерометра , на фиг.2 - электрическа  схема измерений выходных сигналов акселерометра . Акселерометр содержит два полых замкнутых сообщающихс  контура 1 и 2, расположенных во взаимно перпендикул рных плоскост х, заполненных рабочей жидкостью 3. В контурах 1 и 2 установлены электрохимические преобразователи 4-7 расхода жидкости 3 в электрический сигнал, по два в каждом контуре, симметрично относительно центра масс Iточка 0). Части контуров 1 и 2, разделенные преобразовател ми 4-7, сообщены каналом 8, заполненным инертным газом 9. Каждый из преобразователей 4-7 выполнен в виде двух измерительных электродов К и Kg и общих дл  всех преобразователей электродов А- и АО. Электроды А,А2 ;К,К2, к2, к, кЭ;к|, К, К, подключенные к источнику посто нного тока , с рабочей жидкостью 3 образуют обратимую окислительно-восстанови- тельную систему. Внутренний диаметр канала 8 на границах раздела газ 9 - жидкость 3 , выполнен монотонно уменьшающимс  и переход щим в капилл р, что обеспечивает , за счет сил поверхностного нат жени  жидкости 3, удержание га-, за 9 в канале 8, Измерительные оси угловых ускорений представлены ос ми ОХ и ОУ, а измерительна  ось линейного ускорени  - осью OZ. Электроды А и А 2 подключены непосредственно к аноду гальванического источника Е питани  посредством одноименных ответных частей разъемных соединений {фиг.1 и 2). Аналогично .через резисторы R и R- электроды К, к1 к2, к 2, к, к|, К1; и К подключены к катоду источника Е питани . Резисторы R установлены индивидуально в каждую цепь перечисленных электродов , а резисторы R. общую цепь двух электродов и К2, к и к|, К: и К4-, к| и К различных преобразователей одного контура. К резисторам R-) в цеп х электродов к1 и К, К2И К преобразователей 4 и 5 контуа 1. и в цеп х электродов К и К, Kj и К преобразователей 6 и 7 контуpa 2 подключены ycилитeльt o-coI лacyюадие устройства 10, выходные цепи которых соединены с входными цеп ми сумматора 11.

Непосредственно к электродам к и К, К и К, кЗ и К|, К каждого преобразовател  подключены усилительно-согласующие устройства 12, выходные цепи которых соединены с входными цеп ми индивидуальных дл  каждого контура сумматоров 13.

С резисторов R снимают информаци о линейном ускорении в направлении измерительной оси OZ, с резисторов R - информацию об угловых ускорени х в направлени х измерительных осей ОХ и ОУ.

Акселерометр работает следующим образом.

При воздействии на акселерометр только угловых ускорений в направлеНИИ осей ОХ и ОУ контуры 1 и 2 движутс  ускоренно против часовой стрелки (если смотреть навстречу ос м ОХ и ОУ). При этом в контурах 1 и 2 возникают потоки жидкости 3 по часовой стрелке, привод щие к увеличению токов в цеп х электродов , к|, К, к1 и уменьшению токов в цеп х электродов К, К, к|, К пропорциойапьно расходу жидкости 3 через преобразователи 4-7, а следовательно, и воздействующему ускорению. Приращени  напр жений от токов электродов на сопротивлени х R каждого преобразовател  4-7, пропорциональные ускорению , усиливаютс  усилительно-согласующими устройствами 12 и в каждо контуре суммируютс . Таким образом, информаци  об угловых ускорени х каждого, контура 1 и 2 выдел етс  независимо на сумматорах 13. Суммарные приращени  напр жений на сопротивлени х R каждого контура равны О, так как приращени  равны между собой и ПРОТИВОПОЛОЖНЫ по знаку.

При воздействии на акселерометр только линейного ускорени  в направлении оси OZ за счет разности плотностей жидкости 3 и инертного газа 9 возникают однонаправленные (сверху вниз) потоки жидкости 3 через преобразователи 4-7 из контуров 1 и 2 в канал 8, вызывающие увеличение токов ,в цеп х электродов кЛ, Kg к|, К и уменьшение токов в цеп х электродов v vi 1/-Э т,.4

lV-)f Л / К. Л.

Приращени  напр жений от токов э.шктродов, эквивалентные линейному ускорению, на сопротивлени х R-j в каждом контуре усиливаютс  устройствами 10 и суммируютс  сумматором 11. Эти же сигналы через резисторы Я поступают на вход устройств 12, с вы-: ходных цепей которых сигналы поступают на сумматоры 13 с противоположны-ми знакаки. Таким образом, информаци  об линейных ускорени х на выходе сумматоров 13 не выдел етс .

При одновременном воздействии угловых и линейных ускорений соответствующие потоки жидкости 3 в контурах 1 .и 2 независимы и информаци  об угловых и линейных ускорени х снимаетс  независимо с сумматоров 11 и 13.

Сообщение частей контуров 2, разделенных преобразовател ми 4-7, каналом 8, заполненным инертным газом 9, позвол ет путем реализаций независимых потоков жидкости 3 в контурах 1 и 2 от воздействи угловых и линейных ускорений и соответственного выделени  информации из сигналов преобразователей 4-7, производить одновременные независимые измерени  угловых и линейных ускорений в направлении взаимно перпендикул рных измерительных осей, что расшир ieT функцио.нальные возможности акселерометра .

Фиъ.2.

Claims (1)

1. АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий два сообщающихся замкнутых контура, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и заполненных¹ рабочей жидкостью, и преобразователйрасхода жидкости в электрический сигнал, установленные в каждом контуре симметрично относительно центра масс,измерительные электроды которых подключены через резистор к источнику питания,о т л и ч а к> щ и й с я тем,что,с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременного и независимого измерения углового и линейного ускорений, части контуров, разделенные преобразователями, сообщены каналом, заполненным инертным газом, а измерительные электроды подключены к источнику питания через резисторы, одни из которых включены в цепи каждого электрода, а другие в общую цепь двух электродов.