UA35358A - appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock - Google Patents

appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock Download PDF

Info

Publication number
UA35358A
UA35358A UA99095332A UA99095332A UA35358A UA 35358 A UA35358 A UA 35358A UA 99095332 A UA99095332 A UA 99095332A UA 99095332 A UA99095332 A UA 99095332A UA 35358 A UA35358 A UA 35358A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
accelerations
acceleration
inputs
output
outputs
Prior art date
Application number
UA99095332A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Євген Петрович Блохін
Евгений Петрович Блохин
Віталій Михайлович Михайленко
Виталий Михайлович Михайленко
Світлана Петрівна Оптовець
Светлана Петровна Оптовец
Лариса Сергійовна Сапарова
Лариса Сергеевна Сапарова
Original Assignee
Дніпропетровський Державний Технічний Університет Залізничного Транспорту
Днепропетровский государственный технический университет железнодорожного транспорта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дніпропетровський Державний Технічний Університет Залізничного Транспорту, Днепропетровский государственный технический университет железнодорожного транспорта filed Critical Дніпропетровський Державний Технічний Університет Залізничного Транспорту
Priority to UA99095332A priority Critical patent/UA35358A/en
Publication of UA35358A publication Critical patent/UA35358A/en

Links

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

The invention relates to rail transport, in particular to evaluation of dynamical (riding) properties of mobile stock. The appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock has indicators of accelerations, indicators of absolute angular displacements.

Description

Винахід стосується залізничного транспорту, зокрема, оцінки динамічних (ходових) якостей рухомого складу.The invention relates to railway transport, in particular, to the assessment of dynamic (driving) qualities of rolling stock.

У процесі експериментальних досліджень вимірюють лінійні прискорення окремих елементів рухомого складу, наприклад, обресорених частин.In the process of experimental research, linear accelerations of individual elements of rolling stock, for example, braced parts, are measured.

При цьому прискорення, як правило, вимірюють у трьох напрямках згідно з вісями просторової системи координат: повздовжньому (Х), поперечному (У) та вертикальному (7). Для цього датчики прискорень встановлюють на об'єкті, наприклад, на підлозі кузова залізничного вагона, орієнтуючи їх вісям відповідно системи координат.At the same time, acceleration is usually measured in three directions according to the axes of the spatial coordinate system: longitudinal (X), transverse (Y) and vertical (7). For this, acceleration sensors are installed on the object, for example, on the floor of the railway car body, orienting their axes according to the coordinate system.

Але при русі об'єкту неминуче виникають кутові переміщення його елементів і тому традиційні вимірювання прискорень мають відносно великі погрішності.But when the object moves, angular displacements of its elements inevitably occur, and therefore traditional measurements of accelerations have relatively large errors.

Відомо, що вимірюючи прискорення, звичайно, датчики прискорень встановлюють на кузові у зоні п'ятника або ж у середній частині кузова ("Вагонь! грузовье и пассажирские. Методь! испьітания на прочность и ходовье качества" РД 24.050.37.95). Але у цьому випадку на датчики прискорень, крім вимірювальних прискорень діє також гравітаційне поле Землі і тому сигнал на виході датчика є сумою двох складових. Одна з складових - це величина пропорційна проекції вектора прискорення земного тяжіння на вісь, яка співпадає з вимірювальною віссю датчика, який при русі об'єкту здійснює також і кутові переміщення у гравітаційному полі Землі. Таким чином, при кутових переміщеннях у гравітаційному полі Землі на виході датчика лінійних прискорень з'являється додатковий сигнал, визваний його кутовими переміщеннями. Тобто ця друга складова і є джерелом погрішності при вимірюванні малих (0,1-0,3)9 прискорень, що характерно для низькочастотних динамічних процесів, наприклад, при дослідженнях ходових якостей пасажирських вагонів.It is known that when measuring acceleration, of course, acceleration sensors are installed on the body in the area of the heel or in the middle part of the body ("Wagon! грузовье и пассижанские. Метод! испитания на прочность и ходовье качастье" RD 24.050.37.95). But in this case, in addition to measuring accelerations, the gravitational field of the Earth also acts on the acceleration sensors, and therefore the signal at the sensor output is the sum of two components. One of the components is a value proportional to the projection of the acceleration vector of the earth's gravity on an axis that coincides with the measurement axis of the sensor, which, when the object moves, also makes angular movements in the Earth's gravitational field. Thus, during angular movements in the Earth's gravitational field, an additional signal caused by its angular movements appears at the output of the linear acceleration sensor. That is, this second component is a source of error when measuring small (0.1-0.3)9 accelerations, which is typical for low-frequency dynamic processes, for example, when researching the running qualities of passenger cars.

Якщо вимірювальна вісь датчика паралельна силі земного тяжіння, то величина додаткового сигналу (Ші ) визначається виразомIf the measuring axis of the sensor is parallel to the force of the earth's gravity, then the value of the additional signal (Shi ) is determined by the expression

Оп-Кка сов ?, де: К - чутливість датчика, д - прискорення земного тяжіння, Ф - кут нахилу вимірювальної вісі датчика у вертикальній площині відносно земної поверхні.Op-Kka sov ?, where: K is the sensitivity of the sensor, d is the acceleration of the earth's gravity, Ф is the angle of inclination of the measuring axis of the sensor in the vertical plane relative to the earth's surface.

Якщо вимірювальна вісь датчика перпендикулярна вектору 9, тобто знаходиться у горизонтальній площині, то величина додаткового сигналу (у буде б ск 9 віп ?.If the measuring axis of the sensor is perpendicular to the vector 9, that is, it is in the horizontal plane, then the value of the additional signal (y would be sk 9 vip ?.

Якщо транспортний засіб рухається, кутові коливання з'являються, як правило, відносно усіх трьох осей просторової системи координат. Якщо прийняти, що вісь 7 спрямована вертикально паралельно силі земного тяжіння, вісь Х - вздовж колії, а вісь У - впоперек колії, то вихідний сигнал датчика, який є сумою двох складових, буде визначатьсяIf the vehicle is moving, angular oscillations appear, as a rule, relative to all three axes of the spatial coordinate system. If we assume that axis 7 is directed vertically parallel to the force of the earth's gravity, axis X - along the track, and axis Y - across the track, then the output signal of the sensor, which is the sum of the two components, will be determined

У хз Оу у,U xz Oh u,

Х з Хан к ЦуX from Han to Tsu

У х Ул ю Ох де: 7, х, у - вихідні сигнали датчиків, встановлених вздовж осей 2, Х, У відповідно; лін, Хлін, Улін - ДІЙСНІ лінійні прискорення вздовж осей 2, Х, У відповідно;In x Ul yu Ox where: 7, x, y - output signals of sensors installed along axes 2, X, Y, respectively; lin, Khlin, Ulin - ACTUAL linear accelerations along axes 2, X, Y, respectively;

Ох, Цу - сигнали, що відповідають кутовим переміщенням датчика відносно осей х та у відповідно.Oh, Tsu - signals corresponding to the angular movements of the sensor relative to the x and y axes, respectively.

Таким чином, з приведених рівнянь виходить, що вихідні сигнали датчиків прискорень мають дві складові: корисний сигнал, який відповідає вимірюваному прискоренню, та додатковий сигнал, що відповідає кутовим переміщенням. При звичайних вимірюваннях звичайними датчиками прискорень розділити ці складові неможливо.Thus, from the given equations, it follows that the output signals of acceleration sensors have two components: a useful signal that corresponds to the measured acceleration, and an additional signal that corresponds to angular displacements. During normal measurements with normal acceleration sensors, it is impossible to separate these components.

Найбільш близьким до винаходу по технічній сутності та результату, що досягається, аналогом винаходу, що заявляється, є а. с. СРСР "Устройство для измерения ускорения" Мо 1670631 с 01 15/08. Пристрій складається з корпусу, в якому знаходиться інерційна маса, пружини з регулюючими гвинтами, сигналізатор прискорень, прапорець з отворами, шарнір Гука. Для більшої стійкості корпусу у вертикальному положенні дно корпусу виконано із матеріалу, загальна маса якого порівняна з масою інерційного тіла. Корпус знаходиться у посудині, що заповнена рідиною, і є поплавком. Це тримає корпус і також інерційне тіло у вертикальному положенні відносно горизонту Землі. Корпус з'єднується з дном посудини за допомогою кульового шарніра, що знаходиться у центрі дна корпуса.The analogue of the claimed invention that is closest to the invention in terms of its technical essence and the achieved result is a. with. USSR "Device for measuring acceleration" Mo 1670631 c 01 15/08. The device consists of a case in which there is an inertial mass, springs with adjusting screws, an acceleration indicator, a flag with holes, and a Hook hinge. For greater stability of the housing in a vertical position, the bottom of the housing is made of material whose total mass is comparable to the mass of an inertial body. The body is in a vessel filled with liquid and is a float. This keeps the hull and also the inertial body in a vertical position relative to the Earth's horizon. The body is connected to the bottom of the vessel with the help of a ball joint located in the center of the bottom of the body.

Принцип дії пристрою вимірювання прискорень засновано на перетворенні сили, що виникає при прискореному русі інерційного тіла у пропорційне переміщення прапорця.The principle of operation of the acceleration measuring device is based on the transformation of the force that occurs during the accelerated movement of an inertial body into a proportional movement of the flag.

Однак, у зв'язку з тим, що корпус пристрою для вимірювання прискорень знаходиться у посудині з рідиною і його зафіксовано за допомогою шарніру, він завжди підтримується у строго вертикальному положенні за рахунок виштовхуючої сили рідини. Недоліком цього пристрою є погрішність, зв'язана з нахилом корпусу у процесі руху об'єкту, на якому закріплено пристрій для вимірювання прискорень. Якщо виштовхуюча сила, що діє на корпус, буде більш сили ваги, то корпус буде дійсно знаходитись у вертикальному положенні, але при цьому ця система є маятником, який може коливатися відносно шарніру. При цьому довжина маятника дорівнює відстані від точки підвішування шарніру до центра мас корпусу.However, due to the fact that the body of the device for measuring accelerations is located in a vessel with liquid and is fixed with a hinge, it is always maintained in a strictly vertical position due to the pushing force of the liquid. The disadvantage of this device is the error associated with the inclination of the body during the movement of the object on which the device for measuring accelerations is fixed. If the pushing force acting on the body is greater than the force of gravity, then the body will indeed be in a vertical position, but at the same time this system is a pendulum that can oscillate relative to the hinge. At the same time, the length of the pendulum is equal to the distance from the point of suspension of the hinge to the center of mass of the body.

Взагалі власна частота 9 такої системи визначається виразом:In general, the natural frequency 9 of such a system is determined by the expression:

Ф італ де т - маса маятнику, І - довжина маятнику, І -момент інерції маятника.Fital where t is the mass of the pendulum, I is the length of the pendulum, I is the moment of inertia of the pendulum.

У нашому випадку в» УР-то де Р - виштовхуюча сила.In our case, UR is where P is the repulsive force.

Якщо вага корпусу та виштовхуюча сила однакові, то коливання будуть відсутні, але при цьому корпус втратить стійкість, і навіть при невеликому нахилі центр ваги корпуса та центр ваги витиснутої рідини вже не будуть знаходиться на одній вертикалі.If the weight of the body and the pushing force are the same, then there will be no oscillations, but the body will lose stability, and even with a slight inclination, the center of gravity of the body and the center of gravity of the displaced liquid will no longer be on the same vertical.

Суть запропонованого винаходу міститься у тому, що пристрій для вимірювання прискорень обресорених частин рухомого складу містить як датчики прискорень, за допомогою яких вимірюють прискорення, так і датчики абсолютних кутових переміщень, сигнал яких використовується для компенсації погрішностей, викликаних кутовими переміщеннями датчиків.The essence of the proposed invention lies in the fact that the device for measuring the accelerations of the sprung parts of the rolling stock includes both acceleration sensors, which are used to measure the acceleration, and absolute angular displacement sensors, the signal of which is used to compensate for errors caused by the angular displacement of the sensors.

На фіг. приведена функціональна схема запропонованого пристрою. Пристрій складається з датчиків прискорень 1, 2, 3, встановлених паралельно вісям 72, Х, М просторової системи координат на обресореній частині рухомого складу, виходи яких з'єднані з входами узгоджувальних пристроїв 4, 5, 6. Входи узгоджувальних пристроїв сполучені з входами суматорів 7, 8, 9. На обресореній частині рухомого складу встановлені також датчики абсолютних кутових переміщень 14, 15, виходи яких сполучені з входами узгоджувальних пристроїв 10, 11, 12, 13, а виходи останніх сполучені з другими та третіми входами суматорів. Виходи суматорів сполучені з входами реєстратора 16.In fig. a functional diagram of the proposed device is given. The device consists of acceleration sensors 1, 2, 3, installed parallel to the axes 72, X, M of the spatial coordinate system on the sprung part of the rolling stock, the outputs of which are connected to the inputs of matching devices 4, 5, 6. The inputs of matching devices are connected to the inputs of adders 7, 8, 9. Sensors of absolute angular displacements 14, 15 are also installed on the braced part of the rolling stock, the outputs of which are connected to the inputs of matching devices 10, 11, 12, 13, and the outputs of the latter are connected to the second and third inputs of adders. The outputs of the adders are connected to the inputs of the recorder 16.

Пристрій працює так. Сигнал з виходу датчика прискорень 1, встановленого на обресореній частині рухомого складу у поздовжньому напрямку (Х), надходить на вхід узгоджувального пристрою 4, де сигнал підсилюється і з виходу датчика 14 абсолютного кута переміщення відносно вісі У надходить на вхід узгоджувального пристрою 10, а з його виходу на другий вхід суматора 7. З виходу суматора відкоригований сигнал відповідний лінійному прискоренню в напрямку Х надходить на вхід реєстора 16.The device works like this. The signal from the output of the acceleration sensor 1, installed on the sprung part of the rolling stock in the longitudinal direction (X), enters the input of the matching device 4, where the signal is amplified, and from the output of the sensor 14 of the absolute angle of movement relative to the Y axis, it enters the input of the matching device 10, and from its output to the second input of the adder 7. From the output of the adder, the corrected signal corresponding to the linear acceleration in the X direction enters the input of the register 16.

Сигнал з виходу датчика прискорення 2, встановленого у поперечному напрямку (У) на обресореній частині рухомого складу, надходить на вхід узгоджувального пристрою 5, який працює аналогічно пристрою 4, з його виходу сигнал надходить на перший вхід суматора 8, а на його другий вхід надходить сигнал з виходу узгоджувального пристрою 11, вхід якого сполучено з виходом датчика 15 абсолютного переміщення кута відносно вісі У. З виходу суматора сигнал надходить на вхід пристрою, що реєструє, 16.The signal from the output of the acceleration sensor 2, installed in the transverse direction (U) on the sprung part of the rolling stock, enters the input of the matching device 5, which works similarly to the device 4, from its output the signal enters the first input of the adder 8, and its second input enters the signal from the output of the matching device 11, the input of which is connected to the output of the sensor 15 of the absolute displacement of the angle relative to the U axis. From the output of the adder, the signal enters the input of the recording device 16.

Сигнал з виходу датчика прискорень 3, встановленого на обресореній частині у вертикального напрямку (7) надходить на вхід узгоджувального пристрою б, а з його виходу на перший вхід суматора 9. На другий і третій входи суматора 9 надходять сигнали з виходів узгоджувальних пристроїв 11 та 12, входи яких сполучено з виходами датчиків 14 та 15 абсолютних кутових переміщень. Сигнал з виходу суматора 9 є пропорційним тільки лінійному вертикальному прискоренню. З виходу суматора сигнал надходить на вхід пристрою, що реєструє, 16.The signal from the output of the acceleration sensor 3, installed on the braced part in the vertical direction (7) is fed to the input of the matching device b, and from its output to the first input of the adder 9. The second and third inputs of the adder 9 receive signals from the outputs of the matching devices 11 and 12 , the inputs of which are connected to the outputs of absolute angular displacement sensors 14 and 15. The signal from the output of the adder 9 is proportional only to the linear vertical acceleration. From the output of the adder, the signal enters the input of the recording device, 16.

Технічний результат заявленого винаходу полягає в можливості вимірювань тільки лінійних прискорень.The technical result of the claimed invention consists in the possibility of measuring only linear accelerations.

Запропонований пристрій може бути без додаткових затрат використаний всюди, де треба вимірювати прискорення на обресорених частинах залізничного рухомого складу. , ї ; » | ю іThe proposed device can be used without additional costs wherever it is necessary to measure acceleration on the spring-loaded parts of railway rolling stock. , i ; » | i and

ЩО! | | ! у | ГІ ше :WHAT! | | ! in | GI she:

К ЗK Z

ИЙ й шо о ШО іні | 13 | | :IY and sho o SHO ini | 13 | | :

В ; | ще я. : ш Гі СН й ния г у.In ; | me too : ш Ги СН и ния г у.

ЗWITH

КЯKYA

Іа ре ; ! ІЗ Ії КIa re; ! From Iya K

ІAND

Claims (1)

Пристрій для вимірювання прискорень на обресорених частинах рухомого складу, який містить датчики прискорень, встановлені відповідно вибраним напрямкам, та який відрізняється тим, що пристрій додатково містить датчики абсолютних кутових переміщень, виходи яких сполучені зі входами узгоджуваних пристроїв, а виходи останніх сполучені з другими входами суматорів, а їх перші входи сполучені з виходами узгоджувальних пристроїв, входи яких сполучені з виходами.A device for measuring accelerations on sprung parts of rolling stock, which contains acceleration sensors installed in accordance with selected directions, and which is distinguished by the fact that the device additionally contains sensors of absolute angular displacements, the outputs of which are connected to the inputs of matching devices, and the outputs of the latter are connected to the second inputs of adders , and their first inputs are connected to the outputs of matching devices, the inputs of which are connected to the outputs.
UA99095332A 1999-09-28 1999-09-28 appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock UA35358A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99095332A UA35358A (en) 1999-09-28 1999-09-28 appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA99095332A UA35358A (en) 1999-09-28 1999-09-28 appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA35358A true UA35358A (en) 2001-03-15

Family

ID=74204892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA99095332A UA35358A (en) 1999-09-28 1999-09-28 appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA35358A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111678538B (en) Dynamic level error compensation method based on speed matching
US20080319589A1 (en) Method for determining a tilt angle of a vehicle
KR100651549B1 (en) Method and apparatus for measuring speed of land vehicle
CN102089164A (en) Wheel suspension for a vehicle
KR970707429A (en) MOVEMENT DETECTING DEVICE
JPH0553208B2 (en)
US8074366B2 (en) Sensor and method for motion measurement of co-existing tilt and horizontal acceleration
US3537307A (en) Self-compensated pendulous inertial reference apparatus for vehicles
CN108225313A (en) Navigation attitude instrument based on redundancy MEMS sensor
CN207622764U (en) Micro-inertia measuring device
US7581329B2 (en) Dynamic percent grade measurement device
UA35358A (en) appliance for measurement of accelerations on equipped with springs sections of mobile stock
US2811043A (en) Vertical reference and acceleration apparatus
CN109724884B (en) Cross beam for measuring material surface deformation speed under dynamic load action
US1906719A (en) Gyro-pendulum
CN108387246A (en) Multinode distribution space-time datum method and apparatus
RU2130588C1 (en) Method of measuring magnetic heading of mobile object
JP3292319B2 (en) Track shape measuring device and measuring method
RU199568U1 (en) ANGULAR POSITION SENSOR
US9423414B2 (en) Method and system for measuring the variation in speed of a moving body
RU2123445C1 (en) Method of and device for checking condition of railway gauge
CN220996698U (en) Ship instrument panel
RU2150132C1 (en) Gravitation metering set
CN110725888B (en) IMU lever vibration damper and method thereof
RU2778428C1 (en) Redundant dampened sensor unit of a small-sized strapdown inertial navigation system