SU1597735A1 - Акселерометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  ускорений в системах управлени , работающих в широком диапазоне частот. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение диапазона рабочих частот акселерометра. При действии ускорени  инерционный элемент перемещаетс  и измен етс  воздушный зазор. Там, где воздушный зазор уменьшаетс , увеличиваютс  индуктивности одной пары обмоток, а индуктивности другой пары обмоток уменьшаютс . Напр жение, снимаемое с индуктивностей L₁ и L₂, суммируетс  в настроенном в резонанс LC-фильтре, а на выходе последнего результирующее напр жение пропорционально величине перемещени  инерционного элемента. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измери- тельной технике и может быть использовано дл  измерений в системах управлени  подвижнь х объектов, работа- . в широком диапазоне частот.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона рабочих частот акселерометра

На фи-г. 1 представлен предлагаемый акселерометр; на фиг. 2 - электрическа  схема преобразовател  перемещени  в электрический сигнал.

Акселерометр состоит из корпуса 1, инерционного элемента 2, упругого подвеса 3, двух пар обмоток 4 и 5. Упругий подвес 3 закреплен в корпусе. Инерционный элемент 2 соединен упругим подвесом 3 с корпусом 1. Пары обмоток 4 и 5 идентичны, размещены внутри корпуса симметрично относительно его поперечной оси. Оси обмоток сов- падшот с измерительной осью инерционного элемента, котора   вл етс  одновременно продольной осью . Между обмотками и инерционным элементом имеютс  воздушные зазоры.

Преобразователь состо ит из двух пар индуктивностей L и Ъ, двух емкостей C и CQ и LC-фильтра 6.

Устройство работает следуюш;им образом .

При перемещении акселерометра с ускорением вдоль измерительной оси 00 инерционный элемент 2 отклон етс  вдоль этой же оси от начального положени . При этом измен ютс  величины

-vl

«

СО

С71

 Л.

возду)т1ых зазоров между инерционным элементом и парами обмоток 4-и 5, что

.прнводат к. изменению индуктивнрстей

i обмбгок, вход пдах в преобразователь перёгющени , .

Принцип работы преобразовател  заключаетс  в следующем,

. Напр жение переменного -тока от источника .питани  передаетс  на плечо

t iocva - QbKOCfb 0ц. Мрет и ЬС-фильтр .настроены в резонанс. Как известно,

..и ндуктивность обмотки определ етс  выражением

Ъ-

.- KX К:7К,Ь1;

(1)

(

где К,j.Krts К - посто нные, завнс - щте от. параметров обмотки; .

66 веашчина. воздушного зазора, т.е; .в данг ном случае перемещени  инерци- О1ШОГО элемента . , вд.оль оси 00 (со

своим знаком),

Из расчета мостовой схемы следует, что если индуктивности.L и Lg изме- 1  ютс  по закону (1) при изменегши j, настройка моста в резонанс, не нарушаетс ,

. При изменении воздушного зазора (si индуктивности одной пары обмоток там, где БО здушный зазор уменьшилс , уве- личиваютс , а индуктивности другой пары обмоток уменьшаютс , Напр же ние, снимаемое с индуктивностей L, Ln суммируетс  в настроетгом в резонанс LC-фильтре, и на выходе поелед него результиру ои ;ее напр жемте пропорционально величине перемещени  инерционного элемента

- . . ,

где К посто нна J завис ща  от конструктивных параметров Преобразователь, выполненный на резонансном принципе обладает .всеми преимуществами, -присуш тми резонан- ; сным схемам.

Расчет показывает, что входное ; сопротивление резонансного моста бллзко к бесконечности,, а выходное сопротивление равно нулю, что позво,л ет использовать преобразовател.ь как согласующий элемент, привс.дит к умень шеншо потреблени  энергии и уменьше

1ШЮ вли ни  сопротивлени  нагрузки на точность измерени .

Как показывает практика, йо.тери конденсаторов очень малы (например, конденсаторы на высокочастотной изол ционной керамике имеют тангенс угла потерь пор дка 10 ) и не оказьгоают практически . вли ни  на ,точность ра .боты схемы.

Точность работы преобразовател  зависит от добротности индуктивностей . Из расчета электрической схемы (фиг, 2) следует, что погрешность измерени  Дд, св занна  с добротностью Q обмотки, определ етс  по формула

А л -К -т;,;

Q

Q2

где К - посто нна , завис ща  от параметров схемы,

.В реальйлх схемах . Следова- тельно,.при Д д имеет пор док сотых долей процента.

Остальные погрешности, св занные с наличием сопротивлени  нагрузки, вли нием шунтируюш тх сопротивлений и т.д., в сумме не превосходит погрешнос га .Д Q.

Расчеты показывают, что оптимальный диапазон pa6o4iix частот схем такого типа назсодитс  в пределах сотен .килогерц. Следовательно., акселерометр целесообразно использовать в системах управлени , работающих на высоких частотах.

Таким обр

использов.ание резод

5

н;ансно1 о принципа расшир ет диапазон рабо -ни частот S уменьшает погрешности измерени , обусловленные сопротивле- 1ием нагрузки 5 потер ми в сердечника и т.д.,, уменьшает необходимую мощность источ1шка питани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Акселерометр, содержащий корпус, в котором на упругом подвесе закреплен ичег) т.ио.гный элемент, преобразователь перемещени  инерционного элемента в электрический сигнах, состо щий из четырех обмоток и /двух емкостей, вы- полнен.ных по мостовой резонансной схеме, и источник питани , о т л и ч а- ю щ и и с   теMS что, с целью расширени  диапазона частот и повышени  точности измерени , г него введен ЬС-фильтр5 при этом преобразователь . перемещени  выполнен в виде двух пар обмоток ивдуктивностей, размещенных

   (Ри-1.