SU602867A1 - Способ измерени относительного коэффициента поперечного преобразовани акселерометра - Google Patents

Description

ют конструктивные элементы, с помощью которых возможно было бы управл ть поперечными составл ющими колебаний. Все сводитс  к подбору частоты колебаний вибростенда, при которой составл ющие выходного сигнала имеют тре буемый сдбиг по фазе. Если же не удаетс  подобрать такую частоту, то начинают , регулировать наклон восьмиугольного блока с помощью клиновидной пластинки. Все это удлин ет измерени , ограничивает диапазон измер емых величин ОКПП, повтор емость резул татов, не дает возможности быстро пер ходить при измерени х от одних типов акселерометров к другим и в конце кон цов приводит к снижению точности измерений . Кроме того, образцовый /акселерометр должен иметь минимальную величину ОКПП, которую Тоже надо определить . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ , -по которому акселерометр устанав ливают на вибростенд так, чтобы направление колебаний вибростенда было перпендикул рно рабочей оси акселерометра з. Вибростенд привод т в колебательное движение и акселерометр вращают вокруг рабочей оси до тех пор, пока не будет получен максимальный выходно сигнал и при этом измер ют амплитуду и фазу выходного сигнала акселерометра . Далее поворачивают акселерометр на 180°и повторно измер ют амплитуду и фазу его выхода. По приведенной в работе формуле рассчитывают величину ОКПП. Описанный способ пригоден лишь дл  случа , когда поперечные составл ющие колебани  вибростенда не измен ютс  при повороте на 180.При их изменении процедура измерений усложн етс , возникает необходимость применени  образцового акселерометра с минимально возможной величиной ОКПП. Здесь также нет возможности управлени  поперечными составл ющими колеба ний вибростенда, поэтому дл  измерен акселерометров с малой величиной ОКП требуютс  тщательно сбалансированные вибростенды с низким уровнем попереч ных составл ющих, что ограничивает. снизу диапазон измер емых ОКПП. Целью изобретени   вл етс  повыше ние точности и расширение диапазона измер емых величин ОКПП. Достигаетс  это тем, что предлагаемый акселерометр подвергают возде ствию гармонических вибраций в двух взаимно перпендикул рных направлени  с одинаковой частотой, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90° причем одно из направлений вибра ции совпадает с рабочей осью акселерометра , а во втором, перпендикул рном указанной оси происходит измерение ОКПП. Определ ют амплитуды вибра ий в двух взаимно перпендикул рных аправлени х и измер ют угол сдвига о фазе между выходным сигналом аксеерометра и сигналом, синфазным гаронической вибрации, воздействуквдей доль рабочей оси акселерометра. Велиину ОКПП в направлении вибрации, перендикул рной рабочей оси акселеромета , определ ют по формуле: , где Кцп относительный коэффициент поперечного преобразовани ; А - амплитуда вибрации, воздействукицей вдоль рабочей оси акселерометра ; А - амплитуда вибрации, воздействующей перпендикул рно рабочей оси акселерометра; Ч - угол сдвига по фазе между выходным сигналом акселерометра и сигналом , синфазным гармонической вибрации , воздействующей вдоль рабочей оси акселерометра. В частном случае, когда амплитуды одинаковы- т.е. движение акселерометра происходит по кругу и при малых . Дл  доказательства расчетных формул рассмотрим воздействие на акселерометр в рабочем направлении вибрации А)5ш а t , а в поперечном направлении-А . cos tot (т.е. вибрации имеют одну и ту же час1оту, но сдвинуты по фазе на 90). Выходной сигнал акселерометра в этом случае равен U KoA,siTiu3t-hK KgnA cosast, где KQ - коэффициент преобразовани  акселерометра. Провед  преобразовани , получим ,к,„А,))у,Л|кХАг) к,f, V( )2 CKoKo Aj,) -sm (u;t }, где ЧР опотсюда If А , Сигнал, синфазный гармонической вибрации, воздействук цей на акселерометр вдоль рабочего направлени , от- носительно которого измер етс  угол сдвига по фазе, можно выделить как из системы возбуждени  вибростенда, так и получить с помощью дополнительного

датчика, например,индуктивного или емкостного.

В результате измерений предложенным способом получаетс  лишь одно значение ОКПП. Дл  нахождени  максимальной величины ОКПП необходимо провести измерени  в нескольких направлени х, например, проворачива  акселерометр вокруг рабочей оси на угол 90 и определить искомую величину как резуль тат векторного сложени  составл ющих

К1

Ucn,) ,

К

оп

МАКС

где величина ОКПП, измеренна  в первоначальном положений;

Кдп - величина ОКПП, измеренна  при повороте акселерометра на 90 вокруг рабочей оси.

Повышение точности в предлагаемом способе достигаетс  за счет того, что измерение величины ОКПП происходит сразу/ за один прием. В случае равенства амплитуд вибраций получаетс  значение фазы, равное величине ОКПП (если Ч мало) .

При малых значени х ОКПП акселерометра величина сдвига фаз f тоже мала . Поэтому, чтобы не работать на пределе чувствительности фазометра, а также иметь возможность измер ть пре-. дельно малые величины ОКПП, специальным образом выбирают соотношение амплитуд вибраций .Уменьша  указанное отношение, добива13тс  увеличени  сдвига фаз Ц . Выбира  отношение, можно выйти в наиболее предпочтительную зону измерений фазометра.

Таким образом, за счет контрол  и подбора амплитуд вибраций акселерометра как в рабочем, так и в поперечном направлении BO3ivioKHo повышение точности и расширение диапазона измер емых величин ОКПП.

На фиг. 1 и 2 представлена установка в двух проекци х дл  реализации описываемого способа. Испытываемый акселерометр 1 крепитс  на специальной оправке 2 так, чтобы он мог поворачиватьс  вокруг рабочей оси. Опра ка 2 закреплена на свободном конце консольного стержн  3, который, в свою очередь, вмонтирован в массивное основание 4. С помощью системы возбуждени , содержащей электронный блок 5, катушку подмагничивани  6 и два электромагнита 7 и 8, консольный стержень 3 приводитс  в колебательное движение так, что на испытываемый акселерометр 1 воздействует гармоническа  вибраци  в двух взаимно перпендикул рных направлени х. Достигаетс  это за счет расположенных перпендикул рно электромагнитов 7 и Ь, причем электромагнит 7 возбуадает гармонические вибрации вдоль рабочей оси акселерометра , а электромагнит а - в поперечном направлении. Электронный блок 5 позвол ет каждый из электромагнитов 7, 8 возбуждать независимо и мен ть сдвиг по фазе между питающими напр жени ми электромагнитов. В результате этого добиваютс , чтобы испытываемый акселерометр двигалс  по эллипсу либо по кругу. Характер вибрации и амплитуды колебаний акселерометра контролируют, и измер ют при помощи Икpocкoпa 9. С целью избежани  нежелательных крутильных колебаний противоположно испытываемому акселерометру- дл  балансировки системы став т дополнительный акселерометр 10. в принципе, на данной установке можно одновременно проводить измерени  ОКПП дл  двух акселерометров: 1 и 10 Выходной сигнал испытываемого акселерометра подаетс  на согласующий усилитель 11, затем проходит ч.ерез фильтр 12 и поступаетна один из входов фазометра 13. На другой вход фазометра 13 поступает сигнал, синфазный гармонической вибрации акселерометра в рабочем направлении , который вырабатываетс  с помощью индуктивного датчика 14. Измер   разность фаз, амплитуду вибраций акселерометра, определ ют величину ОКПП методом, указанным ранее. Путем последовательного поворота акселерометра вокруг рабочей оси и измерени  ОКПП получают круговую диаграмму, откуда наход т максимальную величину и направление ОКПП.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  относительного коэффициента поперечного преобразовани  акселерометра, заключающийс  в том, что акселерометр подвергают воздействию вибрации и измер ют фазу выхог.ных сигналов, при различных положени х акселерометра относительно -оси чувствительности, отличаю;щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерени , акселерометр подвергают воздействию гармонических вибраций одновременно в двух взаимно перпендикул рных направлени х с одинаковой частотой , сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90° причем одно из направлений вибрации совпадает с рабочей осью акселерометра, измер ют их амплитуду и угол сдвига по фазе между выходным сигналом акселерометра и сигналом , синфазных гармонической вибрации , воздействующей вдоль рабочей оси акселерометра, а величину относительного коэффициента поперечного преобразовани  в направлении вибрации, перпендикул рной рабочей оси акселерометра , определ ют по формуле:

   ,

   где KQ - относительный коэффициент поперечного преобразовани ;