SU1068820A1 - Compensating accelerometer - Google Patents

Compensating accelerometer Download PDF

Info

Publication number
SU1068820A1
SU1068820A1 SU813274936A SU3274936A SU1068820A1 SU 1068820 A1 SU1068820 A1 SU 1068820A1 SU 813274936 A SU813274936 A SU 813274936A SU 3274936 A SU3274936 A SU 3274936A SU 1068820 A1 SU1068820 A1 SU 1068820A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
unit
units
outputs
input
Prior art date
Application number
SU813274936A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Тимофеевич Кизимов
Вениамин Моисеевич Кушуль
Геннадий Борисович Брусницын
Владимир Николаевич Еремичев
Виктор Евгеньевич Дъячков
Original Assignee
Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рыбинский Авиационный Технологический Институт filed Critical Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority to SU813274936A priority Critical patent/SU1068820A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1068820A1 publication Critical patent/SU1068820A1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР , содержавши инерционный элемент , расположенный в зазоре между двум  электромагнитами, обмотки которых соединены с выходами усилительно-преобразовательных блоков, датчик положени  инерционного элемента , подключенный к входу блока , динамической коррекции, два регул тора индукции, чувствительные элементы которых размещены в зазорах между инерционным элементом и соответствующим электромагнитом, два блока сравнени , блок суммировани  и блок вычитани , одни из входов которых подключе 1ы к источнику опорного сигнала, а выходы - к входам соответствующих блоков сравнени , блок индикации, отличаюцийс   тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введен модул тор, один вход которого подключен к выходу блока динамической коррекции, другой - к источнику опорного сигнала, а выход - к блоку индикации и к вторым входам блоков суммировани  и вычитани , при этом вторые входы блоков сравнени  соединены с чувствительными элементами регул торов индукции, а выходы с входами усилительно-преобразовательных блоков.COMPENSATION ACCELEROMETER, containing an inertial element located in the gap between two electromagnets, the windings of which are connected to the outputs of the amplifier-converter units, the sensor position of the inertial element connected to the input of the unit, dynamic correction, two induction regulators, sensitive elements of which are placed in the gaps between the inertial element and the corresponding electromagnet, two units of comparison, the summation unit and the subtraction unit, one of the inputs of which are connected to the source the output signal, and the outputs, to the inputs of the respective comparison units, the display unit, which differs in that, in order to improve the measurement accuracy, a modulator was entered into it, one input of which is connected to the output of the dynamic correction unit, the other to the reference source, and the output is connected to the display unit and to the second inputs of the summation and subtraction units, while the second inputs of the comparison units are connected to the sensitive elements of the induction controllers, and the outputs to the inputs of the amplifier and conversion units.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и предназначено дл  измерени  ускорени . Известен компенсационный акселерометр , содержащий инерционный элемент , установленные с противоположных сторон от него электромагниты , обмотки которых соединены с выходами соответст вующих усилительно-преобразовательных блоков, датчи положени  инерционного элемента, подключенный к входу блока динамической коррекции, блок суммировани  и блок вычитани , одни из входов которых подключены к источнику опорного сигнала, вторые - к вьйходу блока динамической коррекции, а выходы - к входам соответствугацих усилительно-преобразовательных блоков , и блок индикации, входы которого соединены с выходами усилитель но-преобразовательных блоков Cl. . В известном акселерометре ускорение , пропорциональное разности электромагнитных сил, компенсирующих инерционную силу, вычисл етс  по разности токов в обмотках электромагнитов, но разность токов нелинейно св зана с разностью электромагнитных сил, причем нелинейность обусловлена изменением зазоров между электромагнитами и инерционным эпементом. Значи -елььую погрешность в изменение ускорени  внос т нелинейность и гистерезнс характеристик намагничивани  магнитопроводов электромагнитов и инерционного элемента, а также вли ние температуры на магнитную проницаемость магнитопроводов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  KONmeHсационнЕлй акселерометр, содержащий инерционный элемент, расположенный в зазоре межлу двум  электромагнитами , обмотки которых соединены с входами усилитель-преобразователь ны блоков, датчик положени  инерционно го элемента, подключенный к входу блока динамической коррекции, блок суммировани  и блок вычитани , одн из входов которых подключены к исто нику опорного сигнала, другие к выходу блока динамической коррекции, блок индикации, датчики индукции, чувствительные элементы которых раз мещены в зазорах между инерционным элементом и соответствующим электро магнитом, два интегратора и две схе мы сравнени , причем одни из входов схем сравнени  соединены с соответствугадими входами блока суммировани и блока вычитани  и с входами блока индикации, а выходы с входами интег торов, выходы которых подключены к соответствующим входам усилительнопреобразовательных блоков Г23. . Недостатком известного компенсационного акселерометра  вл етс  низка  точность измерени  ускорени , обусловленна  тем, что с низкой точностью измер етс  индукци  в зазорах между электромагнитами и инерционным элементом. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в компенсационный акселерометр , содержащий инерционный элемент , расположенный в зазоре между двум  электромагнитами, обмотки которых соединены с выходами усилительно-преобразовательных блоков, датчик положени  инерционного элемента , подключенный к входу блока динамической коррекции, два регул тора индукции, чувствительные элементы которых размещены в зазорах между инерционным элементом и соответствующим электромагнитом, два блока сравнени , блок cyMNiHpoBaHHH и блок вычитани , одни из входов которых подключены к источнику опорного сигнала, а выходы - к входам соответствующих блоков сравнени , блок индикации, введен модул тор, один вход которого подключен к выходу блока динамической коррекции, другой - к источнику опорного сигнала , а выход - к блоку индикации и к вторым входам блоков суммировани  и вычитани , при этом вторые входы блоков сравнени  соединены с чувствительными элементами регул торов индукции, а выходы - с входами усилительно-преобразовательных блоков. На чертеже изображена схема компенсационного акселерометра. Компенсационный акселерометр содержит инерционный элемент 1, расположенный в зазоре между двум  электромагнитами 2, датчик 3 положени  инерционного элемента,подключенный к входу блока 4 динамической коррекции, два регул тора индукции , каждый из которых включает в себ  чувствительный элемент 5 электродвижущей силы индукции, размещенной в зазоре между инерционным элементом и соответствующим электромагнитом, блок 6 сравнени  и усилительно-преобразовательный блок 7, подключенный к обмотке соответствующего электромагнита , блок 8 суммировани  и блок 9 вычитани , первые входы которых подключены к источнику 10 опорного сигнала, а выходы к одк :м из входов соответствующих блоков сравнени , вторые вхрды блоков сравнени  подключены к чувствительным элементам электродвижущей силы индукции, а выходы - к входам усилительнопреобразовательных блоков, блок 11 , индикации и модул тор 12, вход ко- торого подключен к выходу блока динамической коррекции, а выход к блоку индикации и к вторым входамблока сум14ировани  и блока вычитани , вход опорного сигнала модул тора подключен к источнику опорного сигнала. Компенсационный акселерометр работает следующим образом, При отсутствии ускорени  инерционный элемент 1 находитс  в среднем положении относительно двух электромагнитов 2, Сигналы на выходах датчика 3 положени , блока -4 динамической коррекции, модул тора 12, на вторых входах блока 8 суммировани  и блока 9 вычитани  и на входе индикатор равны нулю. Равные сигналы переменного напр жени  синусоидальной формы с источника 10 опорного сигнала через блок 8 сумми ровани  и блок 9 вычитани  подаютс  на одни из входов блоков б сравн ни . Эти сигналы  вл ютс  управл ющими сигналами регул торов индукции , в соответствии с ними устанав ливаютс  равные синусоидальные индукции со стабилизированной амплитудой и формой в зазорах между элек ромагнитами 2 и инерционным элементом 1. Погрешность задани  индук ции в каждом зазоре будет определ т с  погрешностью регул тора индукции котора  складываетс  из статической погрешности регул тора и погрешност датчика электродв1-шущей силы индукции , причем статическа  погрешность уменьшаетс  с увеличением коэффициента усилени  контура регулировани  индукции, а звень  в контуре таковы, что устойчивость его мож но обеспечить при увеличении коэффициента усилени  до дес тков тыс ч в то же врем  погрешность датчика электродвижущей силы индукци мала. Суммарна  относительна  погрешность регул тора индукции может быть снижена до тыс чных долей процента, а относительна  погрешность измерени  ускорени  на верхнем пределе определитс  как удвоенна  относительна  погрешность регул тора иншукции . При действии ускорени  инерционный элемент 1 смещаетс , например, вправо , на выходе датчика 3 положени  по вл етс  сигнал положительной пол рности и поступает на вход блока 4 динамической коррекции, который вводит производную от измен ни  величины напр жени  в структуру сигнала и тем самым формирует необходимые динамические характерно тики в системе стабилизации зазоров между электромагнитами 2 и инерционным элементом 1, Скорректированный сигнал модулируетс  модул тором 12, причем частота и форма выходного сигнала модул тора определ етс  выходным напр)жением источника 10 опорного сигнала, а фаза - пол рностью входного напр жени  в модул тор . При положительной пол рности входного напр жени  в модул тор фаза выходного напр жени  совпадает с фазой опорного напр жени , пЬданного с источника 10 опорного сигнала . Вблоке 8 суммировани  переменные напр жени  с источника 10 опорного сигнала и с модул тора 12 складываютс , а в блоке 9 ВЕлчитани  вычитаютс . Результирующие синусоидальные напр жени  подаютс  на одни из входов соответствующих блоков сравнени . При этом на левом блоке 6 сравнени  результирующий сигнал оказываетс  больше чем на правом, регул торы индукции увеличивают индукцию в зазоре между левым электромагнитом и инерционным элементом и уменьшают в зазоре между правым электромагнитом и инерционным элементом . Электромагнитна  сила левого электромагнита -становитс  больше Электромагнитной силы правого элект|ромагнита , разностна  электромаг- нитна  сила компенсирует инерционную силу, пропорциональную измер емому ускорению. Величина ускорени  определ етс  по величине переменного синусоидального напр жени  на выходе модул тора, а направление действи  ускорени  по фазе этого напр жени . Таким образом, предлагаемое усовершенствование компенсационного акселерометра увеличивает точность измерени  ускорени  за счет снижени  погрешности передачи сигналов по це-. п м от измерителей электродвижущей силы индукции до индикатора. Достижение положительного эффе.хта в предлагаемом акселерометре заключаетс  в повышении точности измерени  ускорени . Этот эффект достигаетс  при одновременном действии следукхдих факторов: формированием сфазированных управл ющих сигналов на перВЕлх входах блоков сравнени , что достигаетс  введением модул тора , вход которого подключен к выходу блока динамической коррекции, а выход к вторым входам блока суммировани  и блока вычитани , вход опор- .; ного сигнала модул тора подключен к источнику опорного сигнала, регулированием текущего-значени  ЭДС индукции в каждом электромагнитном контуре, второй вход блока сравнени  которого подключен к чувствительному элементу ЭДС индукции, наличием посто нного фазового сдвига между ЭДС индукции, и ин-дукцией , не завис щего от параметров электро1 . магнита и зазора, точной св зью иидукцией в.зазорах между инерциейным элементом и электромагнитгида с 1068820« последующим ускорением .в соответсгсвии с законами Ньютона и формулой Максвелла.The invention relates to instrument engineering and is intended to measure acceleration. A compensation accelerometer is known, which contains an inertial element, electromagnets installed on opposite sides from it, the windings of which are connected to the outputs of the corresponding amplifying and converting units, the inertial element position sensors connected to the input of the dynamic correction unit, the summation unit and the subtraction unit, one of the inputs of which connected to the source of the reference signal, the second - to the yykhod of the dynamic correction unit, and the outputs - to the inputs of the corresponding amplifying-conversion blocks, and a display unit, the inputs of which are connected to the outputs of the amplifier and converter blocks Cl. . In a known accelerometer, the acceleration proportional to the difference in electromagnetic forces compensating the inertial force is calculated from the difference in currents in the windings of the electromagnets, but the difference in currents is nonlinearly related to the difference in electromagnetic forces, and the nonlinearity is due to the change in the gaps between the electromagnets and the inertial epement. A significant error in the change in acceleration is made by the nonlinearity and hysteresis of the magnetization characteristics of the magnetic circuits of the electromagnets and the inertial element, as well as the effect of temperature on the magnetic permeability of the magnetic circuits. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a KONMeHacoustic accelerometer containing an inertial element located in the gap between two electromagnets, the windings of which are connected to the inputs of the amplifier-converter units, the inertial element position sensor, connected to the input of the dynamic correction unit, the summation unit and the subtraction unit, one of the inputs of which are connected to the source of the reference signal, the others to the output of the dynamic correction unit, the display unit, the sensors Two inductive integrators and two comparison circuits, one of the inputs of the comparison circuits are connected to the corresponding inputs of the summation unit and the subtraction unit and the inputs of the display unit, and the outputs with the inputs of the integrators, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the G23 amplifier-conversion units. . A disadvantage of the known compensation accelerometer is the low accuracy of the acceleration measurement, due to the fact that induction in the gaps between the electromagnets and the inertial element is measured with low accuracy. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that, in a compensation accelerometer containing an inertial element located in the gap between two electromagnets, the windings of which are connected to the outputs of the amplifier and converter units, the position sensor of the inertial element connected to the input of the dynamic correction unit, two induction controllers, sensitive elements which are located in the gaps between the inertial element and the corresponding electromagnet, two comparison units, the cyMNiHpoBaHHH block and the subtraction block, one of the cat inputs The outputs are connected to the source of the reference signal, and the outputs are connected to the inputs of the respective comparison units, the display unit, a modulator is entered, one input of which is connected to the output of the dynamic correction unit, the other to the reference source, and the second input the summation and subtraction units, the second inputs of the comparison units are connected to the sensitive elements of the induction controllers, and the outputs - to the inputs of the amplifier and conversion units. The drawing shows a diagram of the compensation accelerometer. The compensation accelerometer contains an inertial element 1 located in the gap between two electromagnets 2, a sensor 3 of the position of the inertial element connected to the input of the dynamic correction unit 4, two induction controllers, each of which includes a sensitive element 5 of the inductive electromotive force placed in the gap between the inertial element and the corresponding electromagnet, the comparison unit 6 and the amplifier-conversion unit 7, connected to the winding of the corresponding electromagnet, the sum block 8 The unit and the subtraction unit 9, the first inputs of which are connected to the source 10 of the reference signal, and the outputs to the terminal: m from the inputs of the respective comparison units, the second times of the comparison units are connected to the sensitive elements of the electromotive induction force, and the outputs to the inputs of the amplification conversion units, section 11 , the display and the modulator 12, whose input is connected to the output of the dynamic correction unit, and the output to the display unit and to the second input of the summation block and the subtraction unit, the input signal of the modulator signal is connected to the source iku reference signal. The compensation accelerometer works as follows. In the absence of acceleration, the inertial element 1 is in a middle position relative to two electromagnets 2, the signals at the outputs of the 3 position sensor, the dynamic correction unit -4, the modulator 12, the second inputs of the summation unit 8 and the subtraction unit 9 and The input indicator is zero. Equal AC voltage signals of a sinusoidal form from the source 10 of the reference signal through the summation unit 8 and the subtraction unit 9 are fed to one of the inputs of the comparison units. These signals are the control signals of the induction controllers, in accordance with them equal sinusoidal inductions are established with a stabilized amplitude and shape in the gaps between the electromagnet 2 and the inertial element 1. The error in setting the induction in each gap will be determined with the regulator error induction which is the sum of the static error of the regulator and the error of the sensor of the elec- trus-induction force, and the static error decreases with increasing gain bang control induction units in a loop such that its resistance but we can ensure by increasing the gain to tens of thousand hours at the same time the sensor error induction electromotive force is small. The total relative error of the induction controller can be reduced to thousand fractions of a percent, and the relative error in the measurement of acceleration at the upper limit is determined as twice the relative error of the regulator of inshuction. Under the action of acceleration, the inertial element 1 is displaced, for example, to the right, a positive polarity signal appears at the output of the position sensor 3 and is fed to the input of the dynamic correction unit 4, which introduces the derivative of the voltage magnitude change into the signal structure and thereby forms the necessary dynamic tics in the system of stabilization of gaps between electromagnets 2 and inertial element 1; the corrected signal is modulated by modulator 12, and the frequency and shape of the output signal of the modulator are determined It is supplied by the output voltage of the source 10 reference signal, and the phase by the polarity of the input voltage to the modulator. With a positive polarity of the input voltage to the modulator, the phase of the output voltage coincides with the phase of the reference voltage supplied from the source 10 of the reference signal. In block 8, the summations of the voltages from the source 10 of the reference signal and from the modulator 12 are added, and in block 9, the alterations are subtracted. The resulting sinusoidal voltages are applied to one of the inputs of the respective comparison units. In this case, on the left comparison unit 6, the resulting signal is more than on the right, induction controls increase the induction in the gap between the left electromagnet and the inertia element and decrease in the gap between the right electromagnet and the inertia element. The electromagnetic force of the left electromagnet is greater than the electromagnetic force of the right electromagnet, the difference electromagnetic force compensates for the inertial force proportional to the measured acceleration. The magnitude of the acceleration is determined by the magnitude of the alternating sinusoidal voltage at the output of the modulator, and the direction of the acceleration in the phase of this voltage. Thus, the proposed improvement of the compensation accelerometer increases the accuracy of the measurement of acceleration by reducing the error in signal transmission over the center. n m from induction electromotive force meters to the indicator. Achieving a positive effect in the proposed accelerometer is to improve the accuracy of acceleration measurement. This effect is achieved by the simultaneous action of the following factors: the formation of phased control signals at the first inputs of the comparison units, which is achieved by introducing a modulator whose input is connected to the output of the dynamic correction unit, and the output to the second inputs of the summation unit and the subtraction unit, the input is reference. ; The modulator signal is connected to the source of the reference signal by adjusting the current-value of the induced emf in each electromagnetic circuit, the second input of the comparison unit of which is connected to the sensitive element of the induced emf, by the presence of a constant phase shift between the induced emf from the parameters of electro1. magnet and gap, accurate communication and the interaction in the gaps between the inertia element and the electromagnetism with 1068820 "subsequent acceleration. in accordance with the laws of Newton and Maxwell's formula.

Claims (1)

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент, расположенный в зазоре между двумя электромагнитами, обмотки которых соединены с выходами усилительно-преобразовательных блоков, датчик положения инерционного элемента, подключенный к входу блока , динамической коррекции) два регуля- тора индукции, чувствительные эле- ( менты которых размещены в зазорах между инерционным элементом и соответствующим электромагнитом, два блока сравнения, блок суммирования и блок вычитания, одни из входов которых подключены к источнику опорного сигнала, а выходы - к входам . соответствующих блоков сравнения, блок индикации, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен модулятор, один вход которого подключен к выходу блока динамической коррекции, другой - к источнику опорного сигнала, а выход - к блоку индикации и к вторым входам блоков суммирования и вычитания, при этом вторые входы блоков сравнения соединены с чувствительными элементами регуляторов индукции, а выходы с входами усилительно-преобразовательных блоков.Compensating accelerometer comprising a vibration absorbing member disposed in a gap between two electromagnets, the windings of which are connected to the outputs of amplifying and converting blocks, position sensor inertia element connected to the input unit, the dynamic correction) two induction regulator torus sensitive element (which has cops in the gaps between the inertial element and the corresponding electromagnet, two comparison units, a summing unit and a subtraction unit, one of the inputs of which are connected to the reference source of the signal, and the outputs - to the inputs of the respective comparison units, an indication unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, a modulator is inserted into it, one input of which is connected to the output of the dynamic correction unit, the other to the source of the reference signal, and the output is to the display unit and to the second inputs of the summing and subtracting units, while the second inputs of the comparison units are connected to the sensitive elements of the induction controllers, and the outputs to the inputs of the amplifier-converter units. SU .,1068820SU., 1068820
SU813274936A 1981-04-02 1981-04-02 Compensating accelerometer SU1068820A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813274936A SU1068820A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Compensating accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813274936A SU1068820A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Compensating accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1068820A1 true SU1068820A1 (en) 1984-01-23

Family

ID=20953136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813274936A SU1068820A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Compensating accelerometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1068820A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US 3090239, кл. 73-517j опублик. 1963. - 2. Авторское свидетельство СССР 824062, кл. G-01 Р 15/13, 1979 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4639665A (en) Sensing system for measuring a parameter
EP0218318B1 (en) Position sensor for magnetically suspended member
US4093917A (en) Velocity measurement system
US6828779B2 (en) Circuit for compensating for time variation of temperature in an inductive sensor
US4646014A (en) Hall effect field sensor circuit with temperature compensation using OP amplifier
US4062417A (en) Weighing apparatus including linearized electromagnetic compensation means
SU1068820A1 (en) Compensating accelerometer
EP0360166B1 (en) Electromagnetic force sensor
KR0138623B1 (en) Force measuring instrument
SU1109647A1 (en) Acceleration meter
SU1129524A1 (en) Compensation-type acceleration meter
RU1579231C (en) Method for determining nonlinearity of null-point accelerometer with compensating section
US3882731A (en) Torquer scale factor temperature correction means
SU1049432A1 (en) Three-component accelerometer
JP2632451B2 (en) Mechanical quantity detector
SU1182285A1 (en) Magnetoelectric dynamometer
SU734512A1 (en) Magnetoelectric dynamometer
JP3318763B2 (en) Electronic compass
SU1478050A1 (en) Scales with electromagnetic balancing
SU1631305A1 (en) Digital electromagnetic balance
SU811076A1 (en) Scale with electromagnetic balancing
SU1385079A2 (en) Accelerometer
SU918793A1 (en) Weight measuring device
SU549695A1 (en) Load device
US2979705A (en) Indicating circuit