SU1059513A1 - Акселерометр - Google Patents

Abstract

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе , первичный преобразователь его перемещени , магнитную систему. вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивани  и схему электрического демпфировани , состо щую из обмотки ЭДС, усилител  и обмотки демпфировани , отличающийс   тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, обмотка ЭДС выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы в зонах градиента индукции, кажда  из которых соединена с введенными источниками посто нного напр жени  и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилител . сд (;о СП 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных ускорений деталей, машин и других двигающихс  объектов.

Известен магнитоэлектрический ди- 5 намометр с силовым уравновешиванием и катушками отрицательной жесткости, которые обеспечивают уравновешивание жесткости упругого подвеса. Обмотки отрицательной жесткости, ус- 10 тановлены в зазоре магнитной системы и соединены с источником стабилизированного тока Г .

Динамометр имеет высокую чувствительность , но неработоспособен в ВИЯХ воздействи  механических дестабилизирующих факторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  акселерометр, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе, первичный преобразователь его перемещени , магнитную систему, вторичный преобразователь перемещений -в электрический сигнал, обмотку силового уравновеивани  и схему электрического демпировани , состо щую из обмотки ЭДС, усилител  и обмотки демпфировани  2 .

Недостатком известного акселеро- етра  вл етс  низка  чувствительность , обусловленна  наличием упру- 30 гого подвеса, что снижает диапазон змерени  акселерометра.

Уменьшение порога чувствительноси акселерометра путем уменьшени  есткости упругого подвеса вызывает 35 отерю его боковой устойчивости. меньшение порога чувствительности кселерометра с электрическим демпфированием путем введени  дополнительных обмоток отрицательной 40 жесткости снижает их надежность изза необходимости введени  дополнительных токопроводов и уменьшает диапазон измерени , так как процент веса обмотки силового уровновешивани  дс от веса инерционной массы снижаетс .

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  акселерометра.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в акселерометре, содержащем .. инерционный элемент на упругом подвесе , первичный преобразователь его перемещени , магнитную систему, вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивани  и схему 55 электрического демпфировани , состо щую из обмотки ЭДС, усилител  и обмотки демпфировани , обмотка ЭДС выполнена в виде секций, размешенных в зазорах магнитной системы, в 60 зонах градиента индукции, кажда  из которых соединена с введенными источником посто нного напр жени  и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилител . 5

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - электрическа  схема устройства.

В кольцеобразных зазорах магнитной системы (фиг.1), состо щей из двух посто нных магнитов 1, магнитопровода 2 и двух крышек 3, на упругих направл ющих 4 подвешен каркас 5 составл ющий основу инерционной массы акселерометра.

Дл  обеспечени  дифференциальной работы упругие направл ющие 4 закреплены с предварительным прогибом

В средней части каркаса 5 расположен электрод 6 емкостного преобразовател  перемещени , два неподвижных электрода 7 размещены на цилиндрических концах посто нных магнитов 1. На каркасе 5 намотаны четыре обмотки 8,9,10 и 11. Обмотка 8  вл етс  силовой обмоткой узла силового уравновешивани , обмотки 9 и 10  вл ютс  обмотками ЭДС и обмотками отрицательной жесткости, а обмотка 11 - демпфирующей обмоткой.

Электронный блок 12 акселерометра размещен на одной из крышек 3.

Акселерометр работает следующим образом.

При настройке акселерометра, при нейтральном положении инерционной массы и отсутствии воздействи  измер емого ускорени  , дл  настройки подвеса акселерометра на заданную собственную частоту обмотки 9 и 10 запитываютс  посто нным током от источников 13 и 14 стабилизированного напр жени . Направление токов в обмотках 9 и 10 встречное. В результате взаимодействи  электрических полей катушек 9 и 10 с магнитным полем магнитной системы возникают силы, направленные против сил упругих направл ющих 4.

Регулировка величин токов, протекающих в обмотках 9 и 10, осуществл етс  с помощью резисторов 15 и 16

С помощью сумматора, выполненного на резисторах 17-20 осуществл етс  получение нулевого сигнала, поступающего на усилитель 21 и обмотку 11.

При нейтральном положении инерционной массы конденсаторы емкостного преобразовател  22, образованные электродами 6 и 7, сбалансированы и на выходе усилител  23 сигнал отсутствует .

При воздействии измер емого ускорени  а по измерительной оси акселерометра инерционна  масса смещаетс , причем из-за компенсации усили  упругих направл ющих усилием отрицатб льной жесткости С1«1ещение осуществл етс  на большую величину. В результате смещени  происходит разбаланс емкостей переменных конденсаторов преобразовател  22. Сигнал разбаланса усиливаетс  предварительным усилителем 24 и через усилитель 23 выпр мленный и усиленный подаетс  на выход, одновременно он подаетс  на силовую обмотку 8.

При изменении измер емого ускорени  q или при наличиЬ вибрационных ускорений, в обмотках 9 и 10 навод тс  напр жени  ЭДС, величины которых пропорциональны скорости смещени  инерционной массы. т|апр жени  ЭДС обмоток 9 и 10 складываютс  сумматором и через усилитель 21 подаютс  на обмотку 11 дл  уменьшени  скорости и величины смещени  (демпфировани ) инерционной массы.

Выполнение обмоткой ЭДС двух функций позвол ет увеличить диапазон измерени  прибора от 14,15 до 33,3% и повысить его надежность на 4,4%.

Риг.2

Claims (1)

1. АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент на упругом подвесе , первичный преобразователь его перемещения, магнитную систему, вторичный преобразователь перемещений в электрический сигнал, обмотку силового уравновешивания и схему электрического демпфирования, состоящую из обмотки ЭДС, усилиТеля и обмотки демпфирования, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, обмотка ЭДС . выполнена в виде секций, размещенных в зазорах магнитной системы в зонах градиента индукции, каждая из которых соединена с введенными источниками постоянного напряжения и с входом сумматора, выход которого соединен с входом усилителя.

   Фиг.1