SU479034A1 - Акселерометр - Google Patents

Description

жет быть меньше объема внутренней полости сосуда (частичное заполнение).

В акселерометре используетс  частичное заполнение цилиндрического сосуда жидкостью . Это позвол ет зпростить конструкцию акселерометра, так как отпадает необходимость в применении специальных устройств дл  компенсации объемного расширени  жидкости (в частности, сильфонов). Заполненный двум  жидкост ми цилиндрический сосуд привод т в равног/Еерное вращение вокруг оси OY электрическим двигателем с угловой скоростью о.

в установившемс  режиме при наличии ускорени  гранична  поверхность двух жидкостей примет форму параболоида вращени , уравнение которого имеет вид

- J

(2у-Я) + л.,

г - радиус граничной поверхности двух жидкостей;

у - текуща  высота;

R(H-ho)

У

- радиус граничной поН

верхности двух жидкостей при у 0,5 Я;

Н - высота сосуда;

R - внутренний радиус сосуда;

/ID - начальный уровень прозрачной жидкости; / - ускорение, направленное вдоль оси чувствительности прибора (оси О У).

Как видно из выражени  (1), радиус граничной поверхности двух жидкостей  вл етс  функцией ускорени  }, причем максимальное значение Кщакс оказываетс  при у Н, т. е. возле верхнего основани  сосуда, минимальное 1/мип - при i/ О, т. е. возле основани  сосуда. Таким образом, максимальца  чувствительность акселерометра к измецению ускорени  наблюдаетс  у верхнего и нижнего оснований цилиндрического сосуда.

Дл  измерени  величины и знака ускорени  в акселерометре применен принцип иолучени  теиевой проекции параболоида вращени  ца поверхность светочувствительных элементов, в качестве которых применены фотодиоды. Кроме фотодиодов, могут быть использованы фототранзисторы светочувствительные пластины, фоторезисторы. Дл  получени  максимальной чувствительности прибора светочувствительные элементы следует располагать ближе к основани м цилиндрического сосуда.

Тенева  проекци  параболоида вращени  создаетс  с помощью источника света и цилиндрической линзы, в качестве которой примен ют прозрачный цилиндрический сосуд акселерометра с наход щейс  в, нем прозрачной жидкостью.

Пусть ускорение / 0. В этом случае согласно выражению (1) радиус граничной поЕ ерхности двух жидкостей равен

- 1/ H-hp

(2)

- г. Н

а сама гранична  поверхность двух жидкостей представл ет собой круговой цилиидр. С помощью проекционного устройства непрозрачиый цилиндр проектируетс  на плоскость, в которой установлены фотодиоды, причем фотодиоды расположены так, что дл  случа  / О тенева  лини  непрозрачного цилиндра проходит через середины воспринимающих поверхностей всех фотодиодов. В результате сигнал с выхода фотодиодов равен нулю.

Пусть ускорение / О и направлено вдоль оси чуствительности вверх. В соответствии с

выражением (1) радиус граничной поверхности двух жидкостей в верхней части сосуда больше радиуса граничной поверхности в нижней части. Поэтому тенева  проекци  параболоида вращени  на плоскость расположени 

фотодиодов перекрывает чувствительные поверхности фотодиодов неодинаково (фиг. 2,6). Площадь освец1ени  фотодиодов 8 и 9 уменьшаетс , а фотодиодов 10 и 11 увеличиваетс . С выхода фотодиодов через нагрузку Rn иротекает ток в направлении справа-налево (ток гн,).

Пусть ускорение / 7 О и направлено вдоль оси чувствительности вниз (фиг. 2, в). В этом случае площадь освещени  фотодиодов 8 и 9 увеличиваетс , а фотодиодов 10 и 11 уменьшаетс . С выхода фотодиодов через нагрузку протекает ток в направлении слева-направо.

Предмет изобретени 

Акселерометр, содержащий полый цилиндр с жидкостью, св занный с приводом посто нпой скорости, и фотоэлектрическую систему измерени  положени  жидкости с источником света и фотоприемниками, отличающийс   тем, что, с целью увеличени  точности измерени  ускорени , жидкость составлена в

виде смеси двух компонент с различными плотност ми и с различными степен ми оптической прозрачности, боковые стенки цилиндра выполнены прозрачными, а источник света и фотоприемники расположены неподвижно напротив диаметрально противоположных сторон цилиндра, причем фотоприемники установлены в зоне теневой проекции границы раздела жидкостей.