SU883744A1 - Интегрирующий акселерометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерител м параметров движени  подвижных объектов и может быть применено дл  отсчета пути, пройденного объектом путем двукратного интегрировани  линейных ускорений. Известны интергирующие акселерометры , содержащие корпус, измерител ный орган в виде ма тника, в качест ве которого служит электродвигатель с маховиком, подвешенный в корпусе в поворотных опорах, датчик угла по ворота ма тника, усилитель обратной св зи. Эти акселерометры имеют выходной сигнал, представленный в виде электрического сигнала (например в виде импульсов от тахогенератора ) {1}. Недостатком данных акселерометро  вл етс  повышенна  погрешность в случае необходимости представлени  выходного сигнала в виде механического угла поворота вала с моментом нагрузки, например, контактной груп пой. Указанный недостаток устранен в компенсационных интегрирующих акселерометрах , где погрешность измерени  не зависит от нагрузки на вгшу двих ауел . Известен также интегрирующий акселерометр , содержащий вращающуюс  платформу с установленньпии на поворотных опорах ма тником и инерционными грузами, датчик угла поворота ма тника, соединенный с усилителем, на валу которого закреплена платформа и исполнительный механизм 2. Недостатком известного устройства  вл етс  огра11иченный диапазон и погрешность измерени , св занные с действием центробежных сил на инерционные -грузы. Центробежные силы, действующие на инерционные грузы  вл ютс  сбешансированными относительно оси ма тника, но вызывают давление на опоры, пропорциональное квадрату скорости вращени  платформы (а следовательно, и скорости движени  объекта). Это приводит к повышенному трению в опорах ма тника особенно при повышении скорости движени  объекта. Кроме того , эта пара центробежных сил, приложенных к грузам, вызывает динамическую несбалансированность всей подвижной платформы в целом, что ограничивает скорость вращени  платформы

вследствие резонансных  влений динамически несбалансированной подвижной системы,

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений .

Указанна  цель достигаетс  тем что инерционные грузы выполнены в виде маховика, кинематически св занного с поворотными опорами, при этом ось вращени  маховика соосна с осью платформы.

При этом момент ма тника, пропорциональный измер емому линейному ускорению , уравновешиваетс  моментомf маховика, пропорциональным угловому ускорению платформы с помощью кинематической св зи, выполненной в виде поводка, взаимодействующего с поворотными опорами и с маховиком по его периферии,

Таким образом, центробежные силы, действующие на инерционную массу (маховик) полностью уравновешены и не вызывают дополнительного давлени  на опоры маховика и ма тника пропорционально квадрату скорости платформы, чем устран ютс  моменты трени  ма тника и маховика, вызванные угловой скоростью вращени  платформы . Отсутствуют также ограничени  по скорости вращени  платформы, обусловленные центробежными силами, действующими на инерционные грузы.

На фиг. 1 схематично представлен акселерометр, общий вид; на фиг.2 диаграмма сил, действующих на ма тник и поводок; на фиг. 3 - диаграмма сил, действующих на маховик.

Устройство состоит из корпуса 1, ма тника 2, вращающегос  на поворотных опорах 3, поводка 4, датчика угла поворота ма тника 5, маховика б с пазом 7, вращающегос  в поворотных опорах 8, платформы 9, расположенной на оси 10 двигател  11, усилител  12,обратной св зи, исполнительного механизма 13.

Ось подвеса ма тника X, перпендикул рна измерительной оси 1, совпадающей с осью вращени  платформы 9 и маховика 6. Центр масс ма тника О расположен на рассто нии 6j (плеча ма тника) от оси ма тника X. Поводок 4, ось которого параллельна оси маховика, входит в зацепление с маховиком при помощи шарового наконечника на конце поводка и стенок паза 7 маховика 6. Платформа 9 жестко закреплена на оси 10 двигател  11 Ось Z платформа соосна с осью вала 10 двигател  11. Исполнительный механизм 13 представл ет собой механический счетчик оборотов двигател  или кулачково-контактнуто систему , св занную через редуктор с двигателем и срабатывающую через определ нную величину угла поворота двигател  .

Устройство работает следующим образом.

При воздействии линейного ускорени  а по оси Z ма тник 2 под действием инерционного момента, равного MC| , стремитс  повернутьс , датчик 5 угла поворота ма тника вырабатывает сигнал рассогласовани , который усиливаетс  усилителем 12 обратной св зи и подаетс  на двигатель 11. Вал двигател  вращаетс  с угловым ускорением 5 , таким что инерционный момент маховика 1 M уравновешивает инерционный момент Мд, развиваемый ма тником от линейного ускорени .

Равновесие происходит при некотором угле рассогласовани  ма тника J достаточно малом за счет выбора соответствующего коэффициента усилени  усилител  12. Рассмотрим уравнени  равновеси  системы ма тник-маховик относительно системы координат, св занной с платформой. Уравнение равновеси  ма тника (фиг.2).

1Мо ma-ej-N.e2 О, (1) где N - реакци  стенки паза 7 маховика на поводок.

Уравнение равновеси  маховика (фиг.З)

2:1Л„,м-е, зе-0 сг)

Реша  совместно (1) и (2) находим

с

с-5) а

3-е,

Угол поворота вала двигател  или платформы будет равен t t mC 6 t

,,()

т.е. поворота вала двигател  пропорционален двукратному интегралу от измер емого угла ускорени . Исполнительный механизм 13 срабатывает при повороте вала двигател  на определенный заданный угол.

Скорость вращени  платформыSL будет пропорциональна первому интегралу от измер емого ускорени 

.. А ;

/qc/i

-D

Положительный эффект предлагаемого изобретени  состоит в том, что устранение моментов трени  в опорах ма тника и маховика, пропорциональных квадрату угловой скорости приводит к снижению погрешности измерени .

5 Отсутствуют также ограничени  по

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 501358, кл. G 01 Р 15/08, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

0 по за вке W 2561745/10,G 01 Р 15/08, 1978.