SU1363077A1 - Акселерометр - Google Patents

Abstract

Изобре- егСке. предназначено дл  измерени  действующих значений виброускорени  работающих машин и механизмов . Цель изобретени  - обеспечение стабильной чувствительности при расширении диапазона частот и повыше- I Ж 13 ние точности измерений. При воздействии измер емого ускорени  по оси чувствительности акселерометра инерционный элемент 8 смещаетс  в сторону , сближа сь своим полюсом с одноименным полюсом одного из наконечников 4 узла отрицательной жесткости. Магнитный зазор между полюсами инерционного элемента к одного из наконечников 2 магнитного корректора уменьшаетс . Взаимодействие полей одноименных полюсов наконечника 4 и инерционного элемента 8 создает эффект магнитного демпфировани , а взаимодействие полей противоположной пол рности наконечника 2 и инерционного элемента 8 увеличивает амплитуду смещени  последнего. Смещение обеспечивает разбаланс конденсаторов емкостного преобразовател , который формирует уровень выходного сигнала. 1 ил. с ф (Л W 00 о со о -si исслеЛ/емый oStfKm

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к вибромет- рии, предназначено дл  измерени  действующих значений виброускорени  работающих машин и механизмов и может быть использовано дл  регистрации уровней динамических знакопеременных нагрузок механизмов .различных объектов при их вибраци х и ударах.

Цель изобретени  - обеспечение стабильной чувствительности при расширении диапазона частот и повышение точности измерений.

На чертеже представлен акселерометр , разрез.

Акселерометр содержит магнитную систему из магнитного корректора, узла отрицательной жесткости, инерционного элемента и емкостный преобразователь . Магнитный корректор содержит два кольцевых посто нных магнита 1, каждый из которых установлен на Кольцевом полюсном наконечнике 2, имеющем коническую форму внутренней поверхности. Узел отрицательной жесткости содержит два соосных кольцевых посто нных: магнита 3, один из которых установлен между цилиндрическим полюсным наконечником 4 и основанием 5, а другой - между другим полюсным наконечником 4 и крышкой 6. Основание 5 и крьшжа 6, выполненные из маг- нитопроводного материала, сопр жены с .цилиндрическим корпусом 7, изготовленным из того же материала, и в целом составл ют магнитопровод узла отрицательной жесткости. Инерционньш элемергт 8 представл ет собой посто нный магнит, выполненный дл  повышени  собственной .частоты в виде кольца уменьшенной массы (толщины) за счет использовани  в качестве материала дл  его изготовлени  магнито- твердого самарий-кобальтового сплава марки КС37, обладающего большой коэрцитивной силой, имеющего расположение колена кривой размагничивани  по ивдукции В f (Н) в третьем квадранте и иoзвoл юDJ;eгo без снижени  качества , силовой характеристики изготавливать из него магниты малой тол- шцны (вплоть до пленки). Емкостный преобразователь колебаний выполнен в виде двух переменных конденсаторов , каждый из которых расположен по обе стороны инерционного элемента 8 и содержит две соосно размещенные обкладки , выполненные в виде/ коаксиаль

5

0

но расположенных колец: подвижную 9, установленную на инерционном элементе 8, и неподвижную 10, установленную на соответствующем полюсном наконечнике 4. Емкостный преобразователь подключен к схеме формировани  выходного сигнала. По оси каждого наконечника 4 выполнена коническа  зенковка 11 дл  образовани  кольцевой поверхности полюса наконечника и дл  центровки немагнитопроводной неподвижной оси 12, котора  установлена между полюсами наконечников 4 в качестве направл ющей дл  перемещени  инерционного элемента 8. Магниты 1 с наконечниками 2 установлены коак- сиально наконечникам 4 и инерционно- му элементу 8 и закреплены внутри корпуса 7 с помощью кольцевых втулок

13и прокладок 14 из немагнитопровод- ного материала.

Изменение числа или толщины прокладок 14 между крьш1кой 5, основанием 6 6 и втулками 13 позвол ет регулировать расположение полюсных наконечников 2 относительно инерционного элемента 8, наход щегос  во взвешенном состо нии, что дает возможность компенсировать смещение массы (статическую осадку) инерционного элемента 8 в состо нии покой относительно его нейтрального положени ,  вл ющегос  искусственно созданным неподвижным началом системы отсчета. Изменение толщины прокладок 14 между полюсными наконечниками 2 позвол ет в пределах амплитудного смещени  инерционного элемента 8 выбрать оптимальный вариант изменени  магнитного зазора между коническими поверхност ми наконечников 2 и инерционным элементом 8 относительно начала системы отсчета дл  максимально возможного спр млени  нелинейного участка силовой характеристики подвеса. Кроме того, измeнeIiиeм толщины прокладок

14между полюсными наконечниками 2 магнитна  система акселерометра настраиваетс  на заданное значение максимального ускорени .

Магниты 1 и 3 подобраны попарно по равенству напр женности полей магнитов 1 между собой и магнитов 3 между собой. Выполнение этого услови  проверено путем измерени  напр женности пол  магнитов 1 и 3 с помощью миллитеслаамперметра Ф4354/1. Угол конусности внутренней поверхности

0

5

0

5

0

5

наконечников 2, их взаимное расположение относительно начала системы отсчета и отношение напр женностей полей между магнитами 1 и 3 выбраны с учетом того, что сила прит жени  „превышает силу отталкивани  двух посто нных магнитов с одинаковой намагниченностью при одном и том же зазоре между ними в среднем на 20%,

Принцип действи  акселерометра основан на преобразовании механических колебаний исследуемого объекта в пропорциональные им электрические сигналы посто нного тока, которые затем усиливаютс  и измер ютс  с помощью прибора ПИ-2 или ПИ-6 или преобразуютс  с обеспечением формировани  дискретнь:х сигналов при превышении

объектом установленных уровней вибро- 2о частот и улучшает линейность силовой

характеристики магнитного подвеса.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   25 Акселерометр, содержащий кольцевой инерционный элемент на упругом подвесе, преобразователь перемещени  инерционного элемента, узел отрицательной жесткости в виде замкнутого

   ускорени .

   Акселерометр работает следующим образом.

   При нейтральном положении инерционного элемента 8, в начале системы отсчета, электрическа  схема формировани  выходного сигнала акселерометра сбалансирована и выходной сигнал равен нулю. При воздействии измер емого ускорени  по оси чувствительное- зо магнитопровода и двух посто нных магти акселерометра инерционный элемент 8 смещаетс  в сторону, противоположную направлению ускорени  исследуемого объекта, сближа сь своим полюсом , с одноименным полюсом одного из - наконечников 4 узла отрицательной жесткости. При этом магнитный зазор между полюсом инерционного элемента 8 и полюсом противоположной пол рности одного из наконечников 2 магнитного корректора уменьшаетс . Происходит перераспределение воздействи  магнитных полей наконечников 2 и 4 на инерционный элемент 8. Взаи- модействие полей одноименных полюсов наконечника 4 и инерционного элемента 8 создает эффект магнитного демпфировани , а взаимодействие полей . противоположной пол рности наконечника 2 и инерционного элемента 8 увеличивает амплитуду смещени  последнего . Смещение обеспечивает разбаланс конденсаторов емкостного преобВНИИПИ . Заказ 6398/34 Тираж 776

   Произв.-полигр.- пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   разовател , который формирует уровень выходного сигнала.

   Введение в колебательную систему распределен1шх магнитных сил демпфировани  и увеличение амплитуды смещени  инерционного элемента способствует расширению диапазона измерени .

   Предложенные лсоническа  форма внутренней поверхности наконечников 2 и взаимное их расположение относительно начала системы отсчета обеспечивают перераспределение воздействи 

   магнитных полей на инерционный элемент пропорционально скорости колебательного процесса, что поддерживает стабильность чувствительности акселерометра во всем диапазоне измер емых

   5

   нитов, расположенных по обе стороны инерционного элемента и обращенных друг к другу полюсами, отличающийс  тем, что, с целью стабилиг зации чувствительности при расширении диапазона частот и повышени  точности измерений, упругий подвес снабжен магнитным корректором в виде двух кольцевых посто нных магнитов с кольQ цевыми полюсными наконечниками, внутренние поверхности которых, обращенные к инерционному элементу, выполнены коническими, причем кольцевые магниты расположены между инерционным

   с элементом и магнитами узла отрицательной жесткости с возможностью перемещени  вдоль оси смещени  инерционного элемента, инерционный элемент выполнен в виде посто нного магнита, обращенного своими полюсами к полюсам магнитов корректора разнопол рио и однопол рно к полюсам магнитов узла отрицательной жесткости.

   0

   Подписное