Изобретение относитс к измерению параметров вращательного движени . Известен бесконтактный датчик угловых ускорений инерционного типа с электромагнитной пружиной f Однако инерционна масса такого датчика содержит элементы электромагнитной системы и вл етс поэто му сравнительно большой, что огран чивает частоту собственных колебан системы и увеличивает инер ционность работы датчика. Известен также бесконтактный датчик угловых ускорений инерционного типа, содержащий специальные индукционный и моментный датчики С Недостатком такого устройства вл етс его малое быстродействие В работе, обусловленное сравнитель но большой величиной момента инерции инерционного диска и инерционностью электромагнитной пружины датчика. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени утловых ускорений, которое содержит инерционный диск, соосный с валом и соединенный с ним через упругий элемент, жестко закрепленную на валу пластину с изолированн от него токопровод щей поверхность котора образует с провод щей поверхностью закрепленного на диске плоского элемента емкостной преобр зователь 3 . . Однако известное устройство характеризуетс относительно низкой стабильностью работы, про вл ющейс в зависимости девиации емкости измерительного преобразовател от из менени внешних условий: температуры , влажности, давлени , вибрации и т.д. Цель изобретени - повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени угловых ускорений, содержащее инерционный диск, соосный с валом и соединенный с ним через упругий эле мент, жестко закрепленные на валу пластины с изолированными от него провод щими поверхност ми, которые образуют с провод щей поверхностью закрепленного на диске плоского эле мента емкостной преобразователь, введены дополнительно два соосно установленных диска с пластинами, расположенными равномерно по окружности каждого из них, при этом диски жестко соединены с валом и изолированы от него, а плоский элемент инерционного диска расположен межжу пластинами дополнительных дисков с Одинаковым зазором. На фиг. 1 представлена конструкци устройства на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическа схема подключени емкостного преобразовател к измерительному преобразователю. Устройство содержит три расположенных последовательно вдоль оси вала 1 кольцевых соосных диска 2, 3 и 4, средний из которых вл етс инерционным диском (2), жестко св занным со спицами ( упругим элементом ) 5, а крайние Диски 3 и 4 вы-, поднены одинаковыми и жестко св заны с валом 1, а также изолированы от него посредством изол ционных дисков 6 и 7 соответственно. На каждом диске 2, 3 и 4 равномерно по окружности расположено одинаковое количество пластин. Кажда пластина среднего диска 2 вл етс плоским элементов 8, который образуетс расположенными вблизи от него с одинаковыми зазорами двум пластинами при надлежащи ми крайним дискам 3 и 4 и вл ющимис пластинами 9) дифференциальный емкостной прёобразователь . Кажда из указанных трех пластин образует в совокупности один из элементов многоэлементного, дифференциального преобразовател , в котором электрически соединенные между собой элементы 8 вл ютс средними обкладками, а пластины дисков 3 и 4 - крайними обкладками. Дифференциальные емкостные преобразователи , содержащиес в устройстве . 1) состо т из двух последовательно соединенных конденсаторов 10 и 11, показанных на фиг. 3. Эти конденсаторы подключены к из:мерительному преобразователю 12, который представл ет собой электрическую схему, преобразующую изменение емкости конденсаторов 10 и 11 в изменение частоты электрических сигналов в элементах преобразовател 12, что используетс дл измерени угловых ускорений испытуемого вала 1. Принцип действи устройства заключаетс в следующем. При изменении угловой скорости вала 1 под действием возникающих в акселерометре инерционных сил упругий элемент 5 изгибаетс . Угол поворота инерционного диска 2 относительно вала 1 при .этом измен етс , вы.зыва изменение зазора между соответствующими пластинами 9 и элементами 8, поскольку пластины 9 жестко св заны с валом 1, а элементы 8 - с инерционным диском 2. Изменение зазора вызывает пропорциональное измер емому угловому ускорению изменение емкости каждого плеча дифференциального емкостного преобразовател , образованного пластинами 9 и провод щими элементами 8, причем емкость одного плеча возрасThe invention relates to the measurement of rotational motion parameters. A contactless sensor of angular accelerations of inertial type with an electromagnetic spring is known. However, the inertia mass of such a sensor contains elements of an electromagnetic system and is therefore relatively large, which limits the frequency of its own oscillating systems and increases the inertia of the sensor. A contactless sensor of angular accelerations of inertial type, containing special induction and torque sensors, is also known. The disadvantage of such a device is its low speed In operation, due to the relatively large value of the moment of inertia of the inertia disk and the inertia of the electromagnetic spring of the sensor. The closest to the present invention is a device for measuring the acceleration of the scalp, which contains an inertial disk coaxial with the shaft and connected to it via an elastic element, a plate rigidly fixed on the shaft with a conductive surface insulated from it that forms a conducting surface fixed to the disk element capacitive converter 3. . However, the known device is characterized by a relatively low stability of operation, which is manifested in the dependence of the capacitance of the measuring transducer on a change in external conditions: temperature, humidity, pressure, vibration, etc. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved in that a device for measuring angular accelerations containing an inertial disk coaxial with the shaft and connected to it through an elastic element rigidly fixed on the shaft of a plate with insulated from it conductive surfaces that form with a conductive surface fixed on the disk of a flat element capacitive transducer, additional two coaxially mounted disks with plates placed evenly around the circumference of each of them are inserted, while the disks are rigidly connected to the shaft and are isolated from it, and the flat element of the inertial disk is located between the plates of additional disks with the same gap. FIG. 1 shows the structure of the device in FIG. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is an electrical circuit for connecting a capacitive transducer to a measuring transducer. The device contains three annular coaxial disks 2, 3 and 4 arranged in series along the axis of shaft 1, the middle one of which is an inertial disk (2) rigidly connected with the spokes (elastic element) 5, and the outer disks 3 and 4 are raised are equally and rigidly connected to the shaft 1, and also insulated from it by means of insulating disks 6 and 7, respectively. Each disk 2, 3 and 4 evenly around the circumference is the same number of plates. Each plate of the middle disk 2 is flat elements 8, which is formed by two plates located close to it with identical gaps with proper extreme disks 3 and 4 and being plates 9) differential capacitive transducer. Each of the three plates together forms one of the elements of a multi-element, differential converter, in which the electrically interconnected elements 8 are middle plates, and the plates of disks 3 and 4 are extreme plates. Differential capacitive transducers contained in the device. 1) consist of two series-connected capacitors 10 and 11, shown in FIG. 3. These capacitors are connected to: a measuring transducer 12, which is an electrical circuit that converts a change in capacitance of capacitors 10 and 11 into a change in the frequency of electrical signals in the elements of a transducer 12, which is used to measure the angular accelerations of the test shaft 1. The principle of the device is in the following. When the angular velocity of the shaft 1 is changed, the elastic element 5 bends under the action of the inertial forces arising in the accelerometer. The angle of rotation of the inertial disk 2 relative to the shaft 1 when this changes, causes a change in the gap between the respective plates 9 and elements 8, since the plates 9 are rigidly connected to the shaft 1, and the elements 8 - with the inertial disk 2. The change in the gap causes a proportional the measured angular acceleration is a change in the capacitance of each arm of a differential capacitive converter formed by plates 9 and conductive elements 8, with the capacitance of one arm
тает, а другого - уменьшаетс . В свою очередь, изменение емкости емкостного преобразовател используетс дл изменени частоты электрических сигн;алЬв в цепи измерительнрго преобразовател 12. Таким образом, измер емое угловое ускорение вала1 преобразуетс в измене- иие частоты электрической цепи измерительного преобразовател 12.melts, and the other decreases. In turn, the change in capacitance of the capacitive transducer is used to change the frequency of the electrical signals; ALB is in the circuit of the measuring transducer 12. Thus, the measured angular acceleration of the shaft 1 is converted into a change in the frequency of the electrical circuit of the measuring transducer 12.
Предлагаема конструкци устройства по сравнению с-известной обеспечивает более высокую точность измерени и большую технологичность в изготовлении и сборке. Это обусловлено отсутствием в устройстве вредного вли ни центробежных сил и обеспечением при серийном техноЛогическом процессе производства более стабильного и одинакового haчального воздушного зазора между обкладками отдельных преобразователей составл ющих многоэлемеитный дифференциальный емкостной преобразователь . Кроме того, так как конструк0 ци содержит меньшее количество деталей и вл етхз поэтому более прос-, той в изготовлении и сборке, то умень|Шаетс стоимость устройства, особенно в случае выпуска большой партии акселерометров.The proposed design of the device as compared to the known one provides higher measurement accuracy and greater manufacturability in manufacturing and assembly. This is due to the absence in the device of the harmful effects of centrifugal forces and the provision of a more stable and equal initial air gap between the plates of the individual converters constituting the multielemitic differential capacitor during the serial technological process. In addition, since the design contains less parts and is therefore more simple, manufactured and assembled, the cost of the device decreases, especially if a large batch of accelerometers is produced.
5five