SU815637A1 - Устройство дл измерени ускорени - Google Patents

Description

Устройство относится к измерительной технике, а именно к области измерения ускорения с использованием инерционных свойств газоразрядной плазмы, вызывающих смещение контрагированного разряда от оси, пропорционально действующему ускорению.

Известны устройства для измерения ускорения, содержащие специализированную газоразрядную трубку (инпдатрон) с неподвижными электродами, заполненную инертными газами или их смесями под давлением порядка атмосферного. Загорающийся в инплатроне разряд, при токах порядка единиц 15 милиампера, имеет форму тонкого шнура', выгибающегося в сторону действия ускорения, если оно приложено поперек оси разряда. Для съема электрического сигнала, пропорционального 20 смещению шнура используется пара поперечных электродов-зондов [1} .

Недостатком такого устройства является загрязненность полезного сигнала помехами и шумами плазмы, воепринимаемыми зондами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее газоразрядную лампу с · 30 электродами, подключенными к источнику напряжения, и блок съема сигнала с дифференциальным фотоприемником, выход которого через усилитель соединен с измерительным прибором. Устройство с таким оптическим съемом сигнала действует достаточно надежно. Его преимуществом перед электрическим съемом при помощи зондов является интегральное восприятие сигнала со всей светящейся поверхности рабочего участка шнура, сглаживающее помехи и шумы, характерные для газового разряда ^2] .

Недостаток этого устройства состоит в том, что при пространственном характере вектора ускорения, составляющая, перпендикулярная рабочей оси, тоже смещает разряд. И хотя это смещение происходит в нерабочем направлении, все-таки возникает погрешность из-за расфокусировки, воспринимаемой как изменение чувствительности устройства. ·.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что блок съема сигнала выполнен в виде волоконных световодов, входные торцы которых размещены в параллель3 ных плоскостях по разные стороны и на равных расстояниях от оси газоразрядной лампы, а выходные торцы сведены вместе и обращены к светочувствительной поверхности дифференциального фотоприемника. ₍

На чертеже изображена принципиаль ная схема устройства.

В баллоне 1 инплатрона контрагированный разряд 2 горит между электродами 3, утопленными в фиксирующие патрубки 4. Источник 5 постоянного или переменного напряжения включают в цепь с балластным сопротивлением 6. Вдоль оси X, по разные стороны разряда, расположены входные торцы А и А¹ двух волоконных световодов 7 и 7' , а их выходные торцы В и В· сведены вместе и направлены к дифференциальному фотоприемнику 8 с усилителем 9 и измерительным прибором 10.

Выходные торцы световодов распределены относительно оси чувствительности дифференциального фотоприемника равномерно, так что в отсутствие смещения разряда от осевой линии, все излучение, воспринимаемое световодами, распределяясь по поверхности фотоприемника, не вызывает полезного сигнала, и прибор 10 может быть выставлен на нулевую отметку.

Баллон 1 инплатрона соединяется жестко с арматурой (на чертеже не показан) для установки на объекте измерения, движущегося с ускорением 2, составляющая которого W_x вдоль оси X подлежит измерению.

Эта составляющая вызывает смещение разряда вдоль оси X, так что световой поток, воспринимаемый световодами перераспределяется и, в пределах линейности устройства, прибор 10 дает отклонение, пропорциональное W_x.

Если одновременно с W_x имеется составляющая W_z/ 0, то разряд смещается не только по X, но и по Z. При этом, когда разряд приближается к од-⁴ ному ряду волокон, например световода 7, и воспринимаемый ими световой поток усиливается, то световой поток через волокна световода 7 ослабляется . Поэтому, если в компромиссе с уменьшением чувствительности, поперечник баллона достаточно превосходит возможные смещения разряда, то, с соответствующей степенью точности, общий поток попадающий в фотоприемник, остается неизменным и, таким образом, паразитическое действие составляющей W₂ исключается.

Составляющая , направленная вдоль оси разряда, в первом приближении погрешности не вызывает.

Устройство может быть оснащено второй такой же парой световодов, расположенных в плоскостях, перпендикулярных первой паре для независимого измерения составляющей W_z, по отношению к которой паразитическим, подлежащим устранению, является действие составляющей W_x. При этом возможно использование второго дифференциального фотоприемника, аналогичного первому, или одного общего фотоприемника, светочувствительная поверхность которого разделена на четыре сектора.

Выходной сигнал может быть усилен при уплотнении выходных торцов волокнистых световодов и их расположении вдоль оси разграничительного диаметра окна дифференциального фотоприемника.

При наличии у фотоприемника дополнительного управляющего электрода возможна амплитудная модуляция выходного сигнала на частоте подводимого напряжения. .

В результате внедрения устройства обеспечивается возможность более точного измерения контролируемой пространственной компоненты ускорения, с устранением паразитического действия других неизмеряемых компонент, что ведет к общему повышению точностных показателей аппаратуры, предназначенной для измерения параметров движения объектов в различных отраслях техники, в частности, для целей вибродиагностики функционирования механизмов.

Claims (2)

1. Устройство относитс  к измерител ной технике, а именно к области изм рени  ускорени  с использованием ин ционных свойств газоразр дной плазг ы вызывающих смещение контрагированно го разр да от оси, пропорционально действующему ускорению. Известны устройства дл  измерени ускорени , содержащие специализированную газоразр дную трубку (инплатрон ) с неподвижными электродами, заполненную инертными газами или их смес ми под давлением пор дка атмосферного . Загоракицийс  в инплатроне разр д, при токах пор дка единиц милиампера, имеет форму тонкого шнура , выгибающегос  в сторону действи  ускорени , если оно приложено поперек оси разр да. Дл  съема электрического сигнала, пропорционального смещению шнура используетс  пара поперечных электродов-зондов 1 . Недостатком такого устройства  вл етс  загр зненность полезного сигнала помехами и шумами плазмы, воспринимаемыми зондами. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  устрюйство, содержащее газоразр дную лампу с злектродами , подключенньвш к источнику напр жени , и блок съема сигнала с дифференциальным фотоприемником, выход которого через усилитель соединен с измерительным прибором. Устройство с таким оптическим съемом сигнала действует достаточно надежно. Его преимуществом перед электрическим съемом при помощи зондов  вл етс  Интегральное воспри тие сигнала со всей свет щейс  поверхности рабочего участка шнура, сглаживакхцее помехи и шумы, характерные дл  газового разр да 2. Недостаток зтого устройства состоит в том, что при пространственном характере вектора ускорени , составл мща , перпендикул рна  рабочей оси, тоже- смещает разр д. И хот  это смещение происходит в нерабочем направлении , все-таки возникает погрешность из-за расфокусировки, воспринимаемой как изменение чувствительности устройства. -. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что блок съема сигнала выполнен в вие волоконных световодов, входные торцы которых размещены в параллельных плоскост х по разные стороны и на равных рассто ни х от оси газоразр дной лампы, а выходные торцы сведены вместе и обращены к светочувствительной поверхности дифференциального фотоприемника. На чертеже изображена принципиаль на  схема устройства. В баллоне 1 инплатрона контрагированный разр д 2 горит между электродами 3, утопленными в фиксирующие патрубки 4. Источник 5 посто нного или переменного напр жени  включают в цепь с балластным сопротивлением б Вдоль оси X, по разные стороны разр да , расположены входные торцы А и А двух волоконных световодов 7 и 7 , а их выходные торцы В и В- све дены вместе и направлены к дифференциальному фотоприемнику 8 с усилителем 9 и измерительным прибором 10. Выходные торцы световодов распределены относительно оси чувствительности дифференциального фотоприемник равномерно, так что в отсутствие сме щени  разр да от осевой линии, все излучение, воспринимаемое световодами , распредел  сь по поверхности фотоприемника , не вызывает полезного сигнала, и прибор 10 может быть выставлен на нулевую отметку. Баллон 1 инплатрона соедин етс  жестко с арматурой (на че1ртеже не показан) дл  установки на объекте измерени , движущегос  с ускорением У, составл юща  которого Wj вдоль оси X подлежит измерению. Эта составл кйца  вызывает смещение разр да вдоль оси X, так что све товой поток, воспринимаемой световодс1ми перераспредел етс  и, в предела линейности устройства, прибор 10 дает отклонение, пропорциональное W. Если одновременно с W имеетс  составл юща  W. О, то разр д смеща етс  не только по X, но и по Z. При этом, когда разр д приближаетс  к од ному р ду волокон, например светово да 7, и воспринимаемый ими световой поток усиливаетс , то световой пото через волокна световода 7 ослабл ет с . Поэтому, если в компромиссе с уменьшением чувствительности, поперечник баллона достаточно превосход возможные смещени  разр да, то, с соответствующей степенью точности, общий поток попадающий в фотоприемн остаетс  неизменным и, таким образо паразитическое действие составл юще W.J исключаетс . Составл юща  W, направленна  вдоль оси разр да, в первом приближ нии погрешности не вызывает. Устройство может быть оснащено второй такой же парой световодов, асположенных в плоскост х, перпендиул рньах первой паре дл  независимоо измерени  составл ю1дей W, по отошению к которой паразитическим, одлежащим устранению,  вл етс  дейтвие составл ющей W. При этом возожно использование второго дифферениального фотоприемника, аналогичноо первому, или одного общего фоториемника , светочувствительна  поверхость которого разделена на четыре ектора. Выходной сигнал может быть усилен при уплотнении выходных торцов волокнистых световодов и их расположении вдоль оси разграничительного диаметра окна дифференциального фотоприемника. При наличии у фотоприемника дополнительного управл к цего электрода возможна амплитудна  модул ци  выходного сигнала на частоте подводимого напр жени . В результате внедрени  устройства обеспечиваетс  возможность более точного измерени  контролируемой пространственной компоненты ускорени , с устранением паразитического действи  других неизмер емых колтонент, что ведет к общему повышению точностных показателей аппаратуры, предназначенной дл  кзмеренк  параметров движени  объектов в различных отрасл х техники , в частности, дл  целей вибро-диагностики функционировани  механизмов . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  ускорени , содержащее газоразр дную лампу с электродами, подключенными к источнику напр жени , и блок съема сигнала с дифференциальным .фотоприемником , выход которого через усилитель соединен с измерительным прибоpOMj отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , блок съема сигнала выполнен в виде волоконных световодов, входные торцы которых размещены в параллельных плоскост х по разные стороны и на равных рассто ни х от оси газоразр дной лампы, а выходные торцы сведены вместе и об;ращены к светочувствительной поверхности дифференциального фотоприемника. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 492814, кл. G 01 Р 15/08, 18.04.74.
2. 2.Авторское свидетельство СССР W 535511, кл. 6 01 Р 15/00, 04.10.74 (прототип).

   L i