SU638897A1

SU638897A1 - Accelerometer

Info

Publication number: SU638897A1
Application number: SU762437199A
Authority: SU
Inventors: Игорь Викторович Серебряков
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1978-12-25

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в особенности к устройствам дл измерени ускорени тела, преимущественно моделей и натурных снар дов в процессе проникани их в преграды.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring the acceleration of a body, mainly models and natural projectiles in the process of penetrating them into obstacles.

Известны устройства, с помощью которых определение ускорени тела производ т путем измерени прохожде1га телом базовых рассто ний с последующим вычислением второй производной пути по времени ij. Однако измерение ускорени в услови х, когда базовые рассто ни дл измерений составл ют сотые доли миллиметра, а само тело в момент удара движетс со скоростью сотен метров в секунду, вызывает значительные трудности.Devices are known by which the determination of the acceleration of the body is made by measuring the passage of the body by the base distance and then calculating the second derivative of the path over time ij. However, the measurement of acceleration under conditions when the basic distances for measurements are hundredths of a millimeter, and the body itself at the moment of impact moves at a speed of hundreds of meters per second, causes considerable difficulties.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс устройств во, содержащее фотоэлектрическую систему с источником и приемником света, перекрываемым лет щим телом, электрическую схему и -регистратор известного типа 2.The closest in technical essence to the proposed is a device containing a photovoltaic system with a source and receiver of light, covered by a flying body, an electrical circuit and a recorder of a known type 2.

Однако известное устройство не може обеспечить измерение ускорени тела в процессе проникани в преграду, так как дает только дискретные отметки времени о прохождении базовых рассто ний и приводит к скважности измерений, что неприемлемо дл регистрации быстропрот&кающих процессов.However, the known device cannot measure the acceleration of the body in the process of penetration into the obstacle, since it gives only discrete time stamps on the passage of the base distances and leads to measurement accuracy, which is unacceptable for recording fast processes.

Цель предлагаемого изобретени обеспечить возможность регистрации ycvкорений в диапазоне от 1 до 1О м/сек при длительности процесса ускорени от 10 сек до 1 сек.The aim of the invention is to provide the possibility of registering ycv rotations in the range from 1 to 1 o m / s with a duration of the acceleration process from 10 s to 1 s.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройство введен формирователь светового потока фасонного профил , начальный {слиновидньй участок, переход щий в пр моугольный участок, расположенный удлиненной частью вдоль траектории полета тела, причем длина профил выбрана равной или меньшей длины тела.This goal is achieved by the fact that a shaper of the shaped profile is introduced into the device, the initial (slidable) segment that passes into the rectangular portion located by the elongated part along the body's flight path, and the profile length is selected to be equal to or less than the body length.

На 4иг. 1 приведена принципиальна схема предлагаемого устройства в момент- замера уекоренк | на фиг, 2 фо1 Hsa свегавой щели и электрических сиг налов 108 б, Bj r)s выцаваемьг-с фотспркемником после первой ступени электрического диф4 еренцированн и после стукени. э ектрического дитреренцтгровангш , в момент свободного прогзгета тела вдоль световой щепи и при прокиканни в преграду, . На фиг,, 1 изображены источник света Ij формирователь светового потока 2 с фйсойной щелью 3 Шель имеет начальньгй уче. А.Е-Б вице клнна обращенного - острие навстречу лет щему тепУе и ггр .1йо гольный участок ВС, Фасонна щель фк-ткнут вдоль траектории nonei-a тела нри эчом оси источника света 1 щелк 3. Фепа 4 и фотопр емника 5 нахоц тс в одной ПЛОСКОСТИ, Hivi-sjoTCH также двой ной эпектркчвский Д1«| ференциатор 6,эпек тронный осциллограф 7. Тело удар етс к проникает в прегра- Ни фЬг, 2(3 -. форма электрического Сигнале на выходе фотоэпемента| на , 2j6 форма электрического сигнала tiocaie первой стртени электрттеескогс ци(| ференднровали (dS/clt -- V - скорость тела)} на фкг. 2,в .- форма электрическог снгнапа после второй ступени электрического циффереш -гровапи (dV/cIt - .rf скорение тела) на фиг. 2.,г - форма зпектрического сигнала j ( f, ) при про- иикании тепз в преграду J - тока, Ь . врем , CTpenKCsfl указано направление полета тела„ В соответствии с преаложеннем св1Э. ТОБОЙ акрак вьтопн ет роль формировател светового потока 2, Шепь 3 .ьта матовьку стеклом (на фиг не показано ). Источник сьета 1 (рекомендуетс вьь полнить удлиненным) и экран со щелью 3 |)асйдложены по одну сторону траектори полета тела 4s по другую сторону, в той же ПЛОСКОСТИ, находитс фотоприемник 5„ При измерении ускорений тела 4 в моме проникани в преграду 8 щель 3 располагают от гфеграды точкой А начального участ на расето ниИз превышающем длину лет ще го тела,но меньшем длины начального у част ка АВ щели{ щель делают удлиненной noTjisa. ектории полета, но размеры ее ограничень размерами тела 4, равны ему или меньше, но не больше) Месторасположение фс;-. топриемни}ш 5 отнооттельно источника света 1 опрепел етс из услови обеспечени совпадени серецинь иепи (но рзысоте и по плине) к срецней точки 4i гокатопа фотоприемнкка, при этом центр фотокатопа траектори движени TejiSj средн точка щели и ось удлиненного Горизонтально расположенного источника света лежат на одной npflsioi; При подлете тела 4 к 1цели голо&на часть его перекрывает щель и тем самым уменьшает саеТовоЙ поток, падающий на нфотоприемник, и запускает развертку осдаплографа (известного типа). Далее тело перетфывает щель полное™ тью и своим задним торцом начинает открывать ее„ Пропорционально 6ткрь вае мой впощади шелт{, т,е. пропорционально пути тела S ( Ь ), возрастают вели- чина светового потока и соответственно ток I ( t ) фотоэлемента На экране осциллографа регистрируетс сигнал сложной формы I ( i; ) S (t) К, Начальный участок А В (см« фиг. 2, а), отвечающий клиновидному участку щели,- напинейный, а далее - линейный, нарастающий , соответствующий пр моугольному участку щели. Здесь S ( t ) - прой денный телом путь (по времени)| К - (|х{м:циент- пропорциональности., После того как тело пройдет щель и полностью ее от1фоет, световой поток становитс посто нным - это отмечаетс па экрене осциллографа -посто нным значением ам- щ(итуаы сигнала до концв развертки. Одновреме п- о соответствующга электрическа система установки производит ди4 ференцпрование генерируемого электрического сигнала; Далее продифференци- йозаакый сигнал / clJ/dt dSK/c t н чального участка А В щели (см, фиг, 2,6} линей)о возрастает, переходит в линейный, соответствующий участку щели ,ВС, гшктуда которого пропорциональна скорости движени тела. Дважды продифференци ровавный сигнал j ( t ) d t/dt dVK/dt начального участки АВ шелй i (см. фиг„ 2,в) в виде пр моугольного импульса предстаат ет собой калибровочный сигнал ускорени . На участке щелк ВС амплитуда сигнала равна нулю, так как V dS/dt COtist и соответственно j dV/dt р„ Дл получени второй производной S ( t ) необходимо непрерывно регистрировать зависимос1Ъ ускорени по времени cf ( t )« В известных случа х измерений необходима калибровка (градуировка) пзме рнтелЫгого прибора ус-тройства дл от счета значени измер емой величины. Эта операци весьма затруднительна и недостаточно надежна при интересующих нас значени х ускорени пор дка 10 м/сек и алитепьности процесса торможени пор дка 10 сек, В предложенном устройстве калибровка сигнала выполн етс автоматически самим лет щим телом, и осуществл етс она вс кий раз перед ударом тела в преграду когда зацний торец тела проходит начальньга j.acTOK световой щели, выполненный в виде клина Этим достигаетс высока точность калибровки Шель располагают от преграды на рассто нии, определ емом следующим условием| удар тела о преграду происходит после того, как задний торец тела прошел начальный згчасток щегш А В, На фиг. 2,г представлены: калибровочный .(пр моугольной формы) сиг над и следующий за ним сигнал ( положите льной пол рности, в виде зуба пилы) Ьтрицательного ускорени тела в мЪмейт удара и проникани его в преграду. Сущность ус-тройства не изменитс г если формирователь светового потока выполнить пе в виде, экрана, а в виде кол лиматора. 6 97 Формула р е т е н и Устройство дл определени ycKopemtn, содержащее фотоэлект юнпую систему с источником и приемником света, п рекрь ваемыми лет щим телом, электронную схему с двойным дт|)ференпированием электр гческого сигнала, отличактщ е е с тем, что, с целью регистрац ш ускорений в диапазоне от 1 до 10 .м/сек при длительности процесса ускорегш 01 сек до 1 сек, в наго введен формирователь светового потока фасонного профил , имеющий начальный Ю1ИНОВИДНЫЙ участок, переход щий D пр моугольный участок, расположенный удлиненной частью вдоль траектории полета тапа, причем длина профил выбрана . равной или меньшеГ длины тела. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе; 1,Авторское свидетельство СССР 32789, кл„ Q 01 Р 15/00, 1931. 2.Патент США № 2892062, л. 209-72, 1959,On 4ig. 1 shows a schematic diagram of the proposed device at the time of measuring ukorenk | in figs, 2 pho1 Hsa of the fresh slit and electrical signals 108 b, Bj r) s, with a photoshop after the first stage of the electric differential 4 and after the stuck. at the moment of free body progression along the light chip and prokikanni in the barrier,. Fig, 1 shows the light source Ij shaper of the light flux 2 with the fcsoy slit 3 Shel has an initial learning. A.E-B vice klnna reversed - the tip facing the flying tepu and ggr .1yo the armed section of the sun, the shape of the slit fk-tkku along the trajectory of the nonei-a body on the axis of the light source 1 click 3. Phepa 4 and the photogenerator 5 nahots ts in the same PLANE, Hivi-sjoTCH also with dual eectrum D1 «| 6, electronic oscilloscope 7. The body is struck to penetrate into the transducer. fbg, 2 (3 -. form of electrical signal at the photoelectric output | on, 2j6 form of electrical signal tiocaie of the first electrically assisted stitching (| dE / clt - - V is the velocity of the body)} on ftk.2, c. Is the form of an electrical cisnapa after the second stage of electrical cipher gs (dV / cIt - .rf is the speed of the body) in Fig. 2., d is the form of the spectral signal j (f, ) when penetrating into the obstacle J - current, b. time, CTpenKCsfl indicates the direction of the body flight “In accordance with the You can play the role of a light flux former 2, Shep 3. This mat is glass (not shown in fig.) The source is set 1 (it is recommended to be elongated) and the screen with a slit 3 |) is placed on one side of the body's flight path 4s On the other side, in the same PLANE, is the 5 "photodetector. When measuring the accelerations of the body 4 at the moment of penetration into the barrier 8, the slit 3 is positioned from the temperature of the point A of the initial part of the distance from the Flying body but less than the initial AV slits {slit make extended noT jisa. The flight path, but its dimensions are limited to the size of the body 4, are equal to it or less, but not more) Location fs; -. The light source 5, relative to the light source 1, is determined from the coincidence of the gray of gray (but ryzot and across the board) to the middle point 4 i of the photosensitive loop, while the center of the photo path of the motion path of the TejiSj midpoint of the slot and the axis of the extended horizontal light source of the light source of the light trajectory TejiSj and the axis of the extended horizontal light source of the light source of the light trajectory TejiSj and the axis of the extended horizontal light source of the light source of the TejiSj trajectory npflsioi; When the body approaches 4 to 1, the target’s head & it covers the slit on a part of it and thereby reduces the net flow falling on the photo-receiver and starts scanning an oscillograph (of a known type). Further, the body pereftfyvaet full slit ™ Tyu and his rear end begins to open it "In proportion to the 6th fold, your mercy silk {, t, e. proportional to the body path S (b), the magnitude of the luminous flux and, accordingly, the photocell current I (t) increase. On the oscilloscope screen, a signal of complex shape I (i;) S (t) K is recorded. The initial section is AB (see "Fig. 2 , a), corresponding to the wedge-shaped section of the slit, is injected, and then linear, increasing, corresponding to the rectangular section of the slit. Here S (t) is the path passed by the body (in time) | K - (| x {m: cy-proportionality.) After the body has passed the slit and completely separated it, the luminous flux becomes constant - this is indicated on the oscilloscope on the screen - a constant value of am-ph (signal signal until the end of the sweep. Simultaneously The corresponding electrical system of the installation produces a differential generation of the generated electrical signal; Further, the differential signal / clJ / dt dSK / ct of the initial section A B of the gap (see, Fig, 2.6} line) increases, changes to a linear, the corresponding section of the slot, the sun, which gshktuda proportional to the speed of the body. The twice-differentiated signal j (t) dt / dt dVK / dt of the initial segments of the AB lines i (see FIG. 2, c) in the form of a square pulse represents an acceleration calibration signal. On the click section of Sun, the amplitude signal is equal to zero, since V dS / dt COtist and accordingly j dV / dt p „To obtain the second derivative S (t), it is necessary to continuously record the acceleration dependence on the time cf (t)“ In known cases of measurements, calibration is necessary rntel the device of the device for the account of measured value. This operation is very difficult and insufficiently reliable with acceleration values of about 10 m / s and acceleration process during the order of 10 seconds. In the proposed device, the signal is calibrated automatically by the flying body itself, and it takes place every time body in the barrier when the zatsnye end of the body passes the j.acTOK headlight light slot, made in the form of a wedge This achieves high accuracy of calibration Schell position from the obstacle at a distance determined by the following condition | A body impact on an obstacle occurs after the posterior end of the body has passed the initial stage A B, In FIG. 2, g are presented: calibration. (Rectangular form) sig above and following it signal (put polarity, in the form of a saw tooth) Ь negative body acceleration in m-hit and penetration into the barrier. The essence of the device will not change if the shaper of the luminous flux should not be performed as a screen, but as a collimator. 6 97 The formula of the device The device for determining ycKopemtn, containing a photoelectronic system with a source and receiver of light, corrected by a flying body, an electronic circuit with a double dt |) electric signal, which differs from For the purpose of registering accelerations in the range from 1 to 10 m / s with the accelerating process duration of 01 s to 1 s, the luminous flux former of the shaped profile, which has an initial JULINID section, has been introduced into the transverse section, the transitioning D rectangular section located by the elongated part along Tapa flight paths, and the profile length is selected. equal to or less than the length of the body. Sources of information taken into account in the examination; 1, USSR Copyright Certificate 32789, class „Q 01 R 15/00, 1931. 2. US Patent No. 2892062, p. 209-72, 1959,

а Ia i

S S

9 J9 J