SU1138751A1

SU1138751A1 - Device for determination of acceleration meter sensitivity to deformation of object under measurement

Info

Publication number: SU1138751A1
Application number: SU833562110A
Authority: SU
Inventors: Борис Осипович Ирашин; Анатолий Ефимович Ершов
Original assignee: Войсковая часть 70170
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1985-02-07

Abstract

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСта .АКСЕЛЕРОМЕТРА К ДЕФОРМА11ИИ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее имитатор объекта с установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель механических колебаний, отличающеес тем, что, с целью.пoвь иени точности определени коэффициента д-еформационной чувствительности в ударном режиме, имитатор выполнен в виде .полого стержн , в рассечке которого установлен возбудитель механических колебаний, торцы стержн соединены ст гивающим элементом , при этом длина стержн удовлетвор ет сооуношению 5D i L 2,5СоТв , где D - наружный диаметр стержн см; Сд - скорость распространени волны деформации в стержне, см/с; Т - период собственных колебаний закрепленного акселерометра,A DEVICE TO DETERMINE THE SENSITIVITY. OF THE ACCELEROMETER TO THE DEFORMATION OF THE MEASUREMENT OBJECT, containing an object simulator with test and reference accelerometers installed on it and a mechanical oscillation pathogen that is characterized by the fact that it has a very effective determination of the level of performance factors. in the form of a hollow rod in which the exciter of mechanical oscillations is installed, the ends of the rod are connected by a tensioning element, while the length of the rod is Letv em em relation 5D i L 2,5CoTv, where D is the outer diameter of the rod cm; Sd is the velocity of propagation of the deformation wave in the rod, cm / s; T is the period of natural oscillations of the fixed accelerometer,

Description

Изобретение .относитс к измерительной технике и может быть использовано дл испытани акселерометров на чувствительность к деформации объекта измерени ,The invention relates to a measurement technique and can be used to test accelerometers for sensitivity to deformation of a measurement object.

Известны устройства дл определени деформационной чувствительност акселерометра, содержащие балку, котора имитирует объект измерени , Балка приводитс в колебательное движение при помощи электродинамического возбудител . На балке, вблизи места заделки, укреплен испытуемый акселерометр. Предполагаетс , что в месте креплени акселерометра деформации балки максимальны , а ускорени - минимальны.Devices are known for determining the deformation sensitivity of an accelerometer comprising a beam that imitates the object to be measured, the beam is brought into oscillatory motion by means of an electrodynamic driver. On the beam, near the place of embedding, the test accelerometer is strengthened. It is assumed that at the place of fastening of the accelerometer the deformation of the beam is maximum and the acceleration is minimal.

Несмотр на простоту и доступность , данных устройств им присущи большие погрешности в определении деформационной чувствит ельностй акселерометра . Это вызвано тем, что узел деформации акселерометра подвержен вли нию ускорени балки,, .что не позвол ет вы вить деформационную чувствительность в чистом виде.Despite the simplicity and accessibility of these devices, they are characterized by large errors in determining the deformation sensitivity of the accelerometer. This is due to the fact that the deformation node of the accelerometer is affected by the acceleration of the beam, which prevents revealing the deformation sensitivity in its pure form.

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство,содержащее имитатор объекта измерени с установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбдитель механических колебаний.The closest in technical essence is a device containing a simulator of a measurement object with test and reference accelerometers mounted on it and a exciter of mechanical oscillations.

Исследуемый акселерометр закреплен р Узле колебаний балки,, где деформации максимальны, а ускорени минимальны. Величина деформаци11 дл этого участка балки измер етс с помощью тензометра или вычисл етс по известному ускорению пучности колебаний.The accelerometer under investigation is fixed to the Beam oscillation node, where the deformations are maximal and accelerations are minimal. The magnitude of the deformation 11 for this section of the beam is measured using a strain gauge or is calculated from the known acceleration of the antinode of oscillations.

Несмотр на высокие метрологические характеристики известной установки, она имеет узкий диапазон рабочих частот, около. 500 Гц кроме того, в узле создани деформаций присутствуют ускорени , что приводи ;К погрешности измерени коэффициент деформационной .чувствительности по- .р дка 10-15%.Despite the high metrological characteristics of a known installation, it has a narrow operating frequency range of about. 500 Hz, in addition, there are accelerations in the deformation generation unit, which leads to a measurement error, the deformation sensitivity coefficient is about 10-15%.

Отмеченные недостатки не позвол ют использовать известную установ . ку дл определени коэффициента деформационной чувствительности ударных акселерометров,The noted deficiencies do not allow the use of a known set. to determine the coefficient of deformation sensitivity of shock accelerometers,

Цель изобретени - повышение точности определени коэффициента деформационной чувствительности акселерометра в режиме измерени ударных ускорений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the deformation coefficient of the accelerometer in the measurement mode of shock accelerations.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем имитатор объекта с установленными на нем испытуемым и образцовым акселерометрами и возбудитель механических колебаний, имитатор выполнен в виде полого стержн , в рассечк которого установлен возбудитель механических колебаний, при этом торцы стержн соединены ст гивающим элементом, при этом длина стержн удовлетвор ет отношениюThis goal is achieved by the fact that in a device containing an object simulator with test and sample accelerometers installed on it and a mechanical vibration exciter, the simulator is made in the form of a hollow rod, in which the mechanical vibration exciter is installed, the rod ends are connected by a pinching element, with the length of the rod satisfies the relation

5D L 2,5С„Т , где D - диаметр стержн ,см;5D L 2,5С „T, where D is the diameter of the rod, cm;

Сд - скорость распространени Sd - propagation speed

волны деформации в стержне;deformation waves in the rod;

Тр - период колебаний закрепленного акселерометра, с,Tr is the oscillation period of the fixed accelerometer, s,

В отличие от известной установки, работающей на принципе изгибных колебаний балки, в предлагаемом устройстве использованы волновые влени в стержне. Возбудитель упругой деформации посылает в стержень импульсную волну раст жени -сжати , котора модулирует ударный процесс и используетс дл определени деформационной чувствительности аксе- .лерометра.In contrast to the known installation operating on the principle of bending oscillations of a beam, the proposed device uses wave phenomena in the rod. The elastic strain pathogen sends to the rod a pulsed wave of compression, which modulates the shock process and is used to determine the deformation sensitivity of the accelerometer.

Жесткое крепление торцов стержн позвол ет получить в. нем волну у;пругой деформации с помощью магнитоили пьезострикционного возбудител ,Rigid fastening of the ends of the rod allows to obtain c. there is a wave y; another deformation with the help of a magnetic or piezostrictive exciter,

Вьшолнение стержн в виде полого цилиндра обеспечивает в нем относит тельно высокий уровень деформации при ограннченйой мощности возбудител колебаний.The implementation of the rod in the form of a hollow cylinder provides a relatively high level of deformation in it with the limited power of the exciter of oscillations.

Длина L стержн выбрана, исход из следующих соображений.The length L of the rod is chosen based on the following considerations.

Максимальна длина стержн ограничиваетс длиной волны возбудител деформации. Из теории вибраторов известно, что однородное поле продольной деформации можно получить при условии, что длина стержн не превьшает 1/2Л, где Л - длина вол-, ны деформации, С другой стороны Д СдТ, где С0 - скорость распространени деформации в стержне, ; Т - период колебаний возбудител деформации. При определении деформационной чувствительности на верхне (рабоЧ й) частоте ..зкселер.ометоз принимаемой обычно fо f где fo собственна частота закрепленного 31 акселерометра,. получим, что .максимал на длина стержн не должна превышат 2,5СрТо, где Те, - период собственных колебаний закрепленного акселерогметра . Минимальна длина стержн ограничиваетс его диаметром. Дл того, чтобы поперечные деформации (а еле-, довательно, и поперечные ускорени ) стержн были минимальны, длина волны деформации Л должна значительно превышать диаметр D стержн . Практически ЭТО условие реализуетс при отношении Л /D / 19. Отсюда следует что минимальна длина стержн должна быть L / 5D. На чертеже дана схема предлагаемого устройства. Устройство содержит полый стержен 1на торцах стержн установлены диск 2и 3, которые ст нуты болтом 4, в поперечном сечении стержн установлен возбудитель 5 упругой деформации на поверхности с-тержн закреплены образцовый акселерометр 6, исследуемый акселерометр 7, тензометры 8 и 9 Возбудитель 5 имеет клеммы 10 дл . подключени генератора импульсных напр жений или тока. Длина стержн равна L. 1 Устройство работает следующим образом. Устанавливают на поверхность стержн 1 образцовый акселерометр 6 с малой деформационной чувствительностью . Подключают клеммы 10 к генератору (не показаны) импульсных напр жений или тока, включают возбуди- i тель упругой деформации и контролируют по акселерометру 6 отсутствие в стержне 1 поперечных ускорений. Затем устанавливают на стержень 1 ис- следуекалй акселерометр 7 и подают на возбудитель 5 импульс тока или напр жени , модулирующий процесс ударной деформации. Коэффициент деформационной чувствительности определ ют путем делени -выходного сигнала акселерометра 7 на величину деформации , измеренную тензометром В. Тензометр 9 контролирует когерент ность (однородность) пол деформации по длине стержн 1. Вьюока точность измерени коэффициента деформационной чувствительности акселерометра достигаетс за счет создани в стержне чистой деформации раст жени -сжати и исключени ускорений в точке креплени акселерометра .The maximum length of the rod is limited by the wavelength of the strain agent. It is known from the vibrator theory that a uniform longitudinal strain field can be obtained under the condition that the rod length does not exceed 1 / 2L, where A is the length of the deformation wave, On the other hand, D SdT, where C0 is the velocity of propagation of the deformation in the rod,; T is the period of oscillation of the strain agent. When determining the deformation sensitivity at the upper (working) frequency .. from the choke meter, usually accepted f f f where fo is the own frequency of the fixed 31 accelerometer ,. we obtain that the maximal length of the rod should not exceed 2.5 CrTo, where Te, is the period of natural oscillations of the fixed accelerometer. The minimum length of a rod is limited by its diameter. In order for the transverse deformations (and, possibly, radiatively) and transverse accelerations) of the bar to be minimal, the wavelength of the deformation L must significantly exceed the diameter D of the bar. In practice, this condition is realized at the ratio L / D / 19. From this it follows that the minimum length of the rod should be L / 5D. The drawing is a diagram of the proposed device. The device contains a hollow rod 1 on the ends of the rod mounted disk 2 and 3, which are bolted 4, in the cross section of the rod installed pathogen 5 elastic deformation on the surface of the c-rod fixed exemplary accelerometer 6, the investigated accelerometer 7, strain gauges 8 and 9 The pathogen 5 has terminals 10 long connecting a pulse voltage or current generator. The length of the rod is equal to L. 1 The device operates as follows. Install on the surface of the rod 1 exemplary accelerometer 6 with low deformation sensitivity. Terminals 10 are connected to a generator (not shown) of pulsed voltages or currents, an elastic strain exciter is switched on, and the absence of transverse accelerations in rod 1 is monitored by accelerometer 6. Then, an accelerometer 7 is mounted on the rod 1, and a current or voltage pulse modulating the process of shock deformation is supplied to the exciter 5. The coefficient of deformation sensitivity is determined by dividing the output signal of the accelerometer 7 by the amount of strain measured by strain gauge B. The strain gauge 9 controls the coherence (homogeneity) of the strain field along the length of the rod 1. Vyuoka accuracy of measurement of the deformation sensitivity of the accelerometer is achieved by creating a clean deformation in the rod contraction and exclusion of accelerations at the fastening point of the accelerometer.

Claims

DEVICE FOR DETERMINING THE ACCELEROMETER SENSITIVITY TO DEFORM THE MEASUREMENT OBJECT, containing an object simulator with a test and model accelerometers installed on it and a mechanical vibration exciter, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the deformation sensitivity coefficient in shock mode, the simulator is made a hollow rod, in the cut of which the causative agent of mechanical vibrations is installed, the ends of the rod are connected by a tightening element, the length of the rod satisfying 5D isfies ratio L έ 2.5C 4 _O _O T where D - outside diameter of the rod, cm;

With _about - the speed of propagation of the deformation wave in the rod, cm / s;

T _Q - period of natural vibrations of the fixed accelerometer, s. §