Акселерометры — Виды

Чувствительный элемент акселерометра в виде балки равного сопротивления приведен на рис. 10.2, а. На практике балки такого профиля в акселерометрах не применяются, поскольку массу груза нельзя сосредоточить в точке. В силу этого реальные балки [c.171]

Смещение х пропорционально ускорению ао неинерциальной системы. Неинерциальной системой может быть, например, самолет или автомобиль. Как мы видим, уравнение (53) описывает принцип работы акселерометра, т е. прибора в котором к пружине прикреплена масса М, могущая перемещаться только в одном направлении. Ускорение ао неинерциальной системы отсчета измеряется по смещению х этой массы. [c.96]

При этом выходной сигнал образцового акселерометра рассматривают как вход системы, а выходной сигнал проверяемого акселерометра — как ее выход. Если принять коэффициент чувствительности образцового акселерометра за единицу, то передаточную функцию можно представить в виде отношения взаимной спектральной плотности входа и выхода к спектральной плотности входа. При этом определяют как амплитуду, так и фазу передаточной функции. Регистрацию относительного расхождения показаний обоих акселерометров по амплитуде и по фазе получают во всем частотном диапазоне калибровки. Следует отметить, что при калибровке акселерометров этим способом важно знать, полностью ли выход системы соответствует ее входу. Известно, что на различных частотах шумы и нелинейные явления могут увеличить выходной сигнал. Это приводит к ошибкам в определении передаточной функции. Качество [c.362]

Рассмотрим схему эксперимента, а также, кривые зависимостей динамической податливости и фазового угла от частоты (рис. 4.30). На рисунке указаны размеры образца, изготовленного из материала 3M-ISD-110, значения комплексного модуля приведены на рис. 7.17. Динамические перемещения тела с массой т = 5,355 кг измерялись с помощью акселерометра, колебания возбуждались с помощью удара, создаваемого силовым датчиком. С помощью быстрого преобразования Фурье находится податливость, измеряемая в метрах на ньютон. Из рис. 4.30 можно видеть, что ни k, ни т) нельзя найти ни методом амплитуд, ни методом определения ширины полосы резонанса, при любых значениях частот, включая резонансную. По [c.192]

В качестве датчиков непрерывных параметров используются анероидно-мембранные устройства, акселерометры, потенциометры и др. Вне зависимости от их физической природы выходные величины датчиков предварительно преобразуются в электрические напряжения, которые затем в преобразователе формы сигнала преобразуются в вид, удобный для записи. [c.532]

Менее известны электромеханические ФВП с упругими колебательными системами в виде струн, мембран, пластин, оболочек. Струнные ФВП представляют собой конструктивно обособленные узлы или устройства, включающие механический резонатор с линейным одномерным распределением масс (т. е. струну) и встроенные элементы систем возбуждения и регистрации его колебаний — магниты, электроды и т. д. Как правило, струнные ФВП осуществляют преобразование силы натяжения струны в частоту одной из форм (обычно — низшей) ее собственных изгибных колебаний. На базе струнных ФВП созданы такие приборы, как датчики кажущихся ускорений (акселерометры), датчики давлений, датчики малых перемещений и др. [c.444]

Возможен и другой путь построения максимального акселерометра. На рис. инерционный элемент 2 в виде бойка соприкасается с пластично деформируемой Д [c.124]

Щупами называют контактные измерительные устройства прижимного гипа их связь с исследуемым объектом в процессе измерения осуществляется с помощью силы. Щупы подразделяют на стационарные, закрепляемые на некотором массивном теле вблизи исследуемого объекта, и ручные, удерживаемые в руках в процессе измерения Стационарные и ручные щупы первого типа являются инерционными устройствами для измерения абсолютных виброперемещений тел в НСО. В основе нх работы лежит запись движения стержня, прижимаемого к вибрирующему телу через пружину, присоединенную к исходному массивному телу, относительно которого и регистрируется движение. Эти устройства осуществляют регистрацию безотрывного виброперемещения стержня [2. 6] Ручные щупы второго типа являются инерционными измерительными устройствами для измерения параметров абсолютной вибрации тела в ССО. Прижимной стержень используют только для обеспечения связи с вибрирующим объектом и задания измерительной оси ССО. Устройство с инерционно-измерительной системой может работать как в режиме виброметра, так и в режиме акселерометра. Щупы, как правило, используют для измерения параметров вибрации сравнительно низкой частоты. Конструктивно их выполняют либо в виде автономных устройств (вибрографы, виброметры), либо в виде датчиков электроизмерительной аппаратуры [2, 6, 17]. [c.181]

По условиям эксплуатаци/1 датчики давления могут быть разбиты на группы аналогично акселерометрам (см. раздел 4). Для второй и особенно третьей группы существенными влияющими факторами являются перепады температуры среды (тепловые удары) и вибрации объекта. Устойчивость к этим факторам указывают не все изготовители, что следует иметь в виду при постановке измерений [45]. [c.231]

Подобного рода эффекты характерны практически для всех типов радиоэлектронной аппаратуры и для многих видов электромеханических устройств, предназначенных для преобразования информации (акселерометры, гироскопическая аппаратура, элементы систем регулирования и управления процессами и т. п.). [c.432]

Проверка построенной модели 356 Акселерометры — Виды 150, 152, 155, 156, 221—224, 226, 227 [c.492]

В длительном полете погрешности гировертикали с интегральной коррекцией без затухания с течением времени нарастают. При этом в случае ориентации платформы с акселерометрами (или маятниками) по азимутально свободному гироскопу (о) =0) для горизонтального полета дифференциальные уравнения (10.18 ) гировертикали с затуханием принимают вид [c.156]

В работах другого направления изучались возможности построения и свойства корабельных инерциальных систем, основными составными частями которых явились гиростабилизатор и акселерометры, сочленяемые не только механически, но и электрическими связями. У создателей таких систем имелась возможность выбора ориентации платформы и акселерометров, вида координат, характеризующих положение объекта, связей между элементами системы и алгоритмов вычислений в ней. От этого выбора зависели инструментальные погрешности основных элементов, сложность вычислений, степень простоты и надежности системы в целом. [c.186]

Вариацию Sn в правой части уравнения (3.100) можно трактовать как полную ошибку акселерометров в измерении вектора кажущегося ускорения. При этом, как показано в работе [3.9], эту вариацию можно представить в виде [c.94]

Шумовые составляющие ошибок акселерометров /1 2 i — 1,2,3) и гироскопов я гз (г — 1, 2, 3) представляются стационарными случайными процессами с нулевым математическим ожиданием и корреляционными функциями вида [c.98]

Рис. 3-12. Виды акселерометров и способы их крепления.

В некоторых случаях удобнее иметь дело с ускорениями опоры, чем с ее перемещениями, так как для получения информации о движении опоры используется измерительный прибор под названием акселерометр. Например, перемещения грунта при землетрясении, как правило, измеряются и записываются в виде трех взаимно-ортогональных составляющих по осям север—юг, восток —запад и вертикальной составляющей ускорений грунта. Поэтому вновь вернемся к задаче о движении основания, формулируя ее как задачу о периодических ускорениях, а не периодических перемещениях. [c.56]

В реальных конструкциях акселерометров смещение б чувствительного элемента из его нейтрального положения весьма мало, поэтому этой величиной в правой части выражения (2.8) можно пренебречь, что приводит выражение (2.8) к следующему виду [c.167]

Рассмотрим частный вариант навигационной задачи, когда показания акселерометров используются для определения параметров поступательного движения. Для упрощения последующего анализа предположим, что акселерометры расположены вблизи центра масс объекта и вследствие малости величины р в уравнении измерений можно пренебречь членами, зависящими от параметров вращательного движения и градиентов ускорения сипы притяжения. Таким образом, уравнение измерений приобретает следующий вид [c.169]

Все вибродозиметры не обладают достаточной автономностью при эксплуатации, т. е. после установки их на рабочем месте или на операторе машины они требуют вмешательства в их работу оператора машины или измерителя. Это происходит по следующим причинам из-за громоздкости и относительно большой массы ни один прибор не может быть закреплен на операторе (кроме 2513 Брюль и Къер ), не решена проблема адаптера — промежуточного элемента, устанавливаемого между телом человека и колеблющейся поверхностью и служащего для крепления вибропреобразователя (акселерометра или тензодатчика). При этом если современная электроника позволяет на один-два порядка снизить массу прибора и уменьшить его габаритные размеры, то адаптеры в том виде, каком они существуют сейчас (а это диск с подушкой для измерения общей вибрации на сиденьи и рожок для измерения локальной вибрации), сводят на нет все успехи по миниатюризации вибродозиметра. Рабочие не имеют возможности следить за положением адаптера, сохранностью кабелей, соединяющих датчик с вибродозиметром. Чтобы вся система (адаптер с датчиком + дозиметр) действовала и выполняла свое предназначение, необходимо прежде всего адаптер устанавливать не в месте соприкосновения тела человека с колеблющейся поверхностью, а непосредственно на самом теле. С этой целью был разработан универсальный адаптер (рис. 5), который может быть использован для измерения как общей, так и локальной вибрации. При измерении локальной вибрации через отверстия в пластине 2 может быть пропущен ремешок от часов, общей вибрации — брючный ремень. [c.36]

Фиг. 5.18. Общий вид установки, применяющейся для исследования динамических свойств низкомодулышх оптически чувствительных материалов. 1 — образец г — полярископ з — левый маятник 4 — правый маятник S — соленоидный размыкатель в — камера Фастакс 7 — акселерометр 8 — звуковой генератор 9 — осциллоскоп.

Они служат для установки градуируемых приборов. Общ ими требованиями к ним являются стабильность геометрической формы под действием весовых и инерционных нагрузок, статическая и динамическая уравновешенность, хорошие аэродинамические свойства, демпфирующая способность к вибрации, удобство установки и съема градуируемых приборов. Конструкции роторов центрифуг чрезвычайно разнообразны. Радиусы установки градуируемых приборов измёняются от десятых долей метра до нескольких метров. Однако для градуировки измерительных линейных акселерометров радиус их установки может выбираться в пределах 0,3— 0,5 м. В этом случае технологичными в изготовлении и отвечающими перечисленным выше требованиям являются роторы, выполненные в виде плоских или конических дисков. Вспомогательные платформы, столы и контейнеры, служащие для установки линейных и угловых акселерометров, обычно ил1еют небольшие габариты (0120—300 мм) и малый момент инерции относительно оси вращения. [c.151]

Рассмотрим с информационной точки зрения процесс оптимизации тензоакселерометра на примере известной однобалочной конструкции [60]. Преобразование механической величины в электрический сигнал включает в себя следующие этапы преобразование момента инерции сосредоточенной массы в упругие деформации балки, упругих деформаций балки в изменение сопротивлений тензорезисторов, наклеенных на балку изменения сопротивления тёнзорезисторов в электрический сигнал напряжения или тока. Общий коэффициент преобразования акселерометра можно записать в виде [c.170]

Демпфирование упругой системы акселерометра рассматриваемой конструкции является жидкостным. В качестве демпфирующей обычно применяется кремнийорганическая жидкость типа ПМС. Для обеспечения критического или близкого к нему значения коэффициента демпфирования, являюш егося оптимальным 160], необходимо правильно выбрать вязкость демпфирующей среды. Учитывая большое число влияющих факторов, сложность и нелинейность зависимостей от них коэффициента демпфирования, предлагается полуэмпирическая методика определения оптимального значения вязкости демпфирующей жидкости. Методика иллюстрируется на рис. 10.4 и заключается в следующем. Вначале с помоп] ью вибростенда экспериментально определяется резонансная частота изготовленной незадемпфированной упругой системы акселерометра. Далее снимается экспериментальная зависимость величины отклонения А реальной АЧХ от идеальной на резонан- сной частоте при различных, заранее известных значениях вязкости V демпфирующей жидкости. Причем вязкость постепенно увеличивается от значений, обеспечивающих малый коэффициент демпфирования, до значений с коэффициентом демпфирования больше критического. Следует отметить, что каждый раз уточняется резонансная частота, поскольку при увеличении вязкости ее значения смещаются в сторону понижения частоты вследствие эффекта присоединенной массы [60]. Зависимость А = / (v) имеет вид, показанный на рис. 10.4, а. Оптимальное значение вязкости -Vo обычно получается экстраполяцией в области значений Л О (рис. 10.4, б). Погрешность оценивания Vq определяется количеством экспериментально полученных точек и точностью измерения. Полученное значение Vq используется для выбора демпфирующей жидйости в случае, если оказывается достаточно близким к одному из стандартных значений вязкости. В противном случае Vo применяется совместно с номограммой для определения процентного состава двух или более жидкостей с различными значениями вязкости, обеспечивающими при смешивании между собой требуемую вязкость. После получения нужной вязкости упругая система акселерометра демпфируется, и затем снимаются па вибростенде все основные характеристики акселерометра — амплитудная характеристика, АЧХ и коэффициент поперечной чувствительности. Изготовленные и задемпфированные по предлагаемой методике акселерометры имели неравномерность АЧХ, не превы- [c.175]

Принципиальная схема гиростабилизатора с астрокоррекцией показана на рис. 2.4. Центральная часть устройства носит название гиростабилизированной платформы или гироплатформы. Гироплатформа развязана относительно корпуса самолета по трем степеням свободы при помощи трехстепенного карданова подвеса I. Наружное кольцо карданова подвеса установлено на амортизаторах в кольце крепления 7, жестко связанном с самолетом. Гироплатформа, выполненная в виде рамы, несет на себе узел гироблоков и акселерометров II и оптическую головку III. Последняя расположена в непосредственной близости от астрокупола (астроокна) IV самолета. [c.37]

Датчики кинематических величин могут быть датчиками характеристик относительного или абсолютного движения В первом случае измерение ведется относительно системы отсчета, связанной с материальным объектом, на движение которого не накладывается никаких ограничений. Однако датчики относительного виброускорения, как правило, не конструируют ввиду отсугствия МЭП, воспринимающих ускорение. Поэтому все акселерометры, ие использующие дополнительного дифференцирования, измеряют абсолютное ускорение (ускорение в инерциальной системе отсчета) и являются приборами инерционного действия, имеющими чувствительный элемент в виде упруго закрепленной массы. [c.220]

Датчики для измерения нестационарных ускорений импульсного характера не Имеют каких-либо отличий от датчиков виброускорений. Диапазон измерения у них больше, так как ускорения при ударе достигают 10 м/с , причем часто больший уровень ускорений соответствует меньшей длительности, и наоборот. Выбор параметров датчиков для измерения ударных ускорений достаточно полно рассмотрен в работах [30, 48]. Отметим особый вид нелинейных искажений сигнала, свойственный главным образом акселерометрам с пьезокерамическим МЭП — сдвиг нулевого уровня После удара [48]. Во избежаиие его следует применять акселерометры беа боль- [c.223]

Немецкий изобретатель И. Бойков с 1928 по 1933 г. также вел разработку инерциальной системы навигации для кораблей и самолетов. Примечательно, что она закончилась обширным патентом Измерителя пути , в котором описывалась система, в основных своих чертах совпадавшая с предложением Коф-мана и Левенталя. Отличия состояли в том, что для стабилизации площадки с акселерометрами предлагались двухстепенные гироскопы с поплавковым подвесом, а для измерения и интегрирования горизонтальных ускорений объекта — двойной роторный акселерометр. В последнем момент сил относительно оси маятника, обусловленных измеряемым ускорением, автоматически, с помощью асинхронного электродвигателя, уравновешивался моментом сил, приводивших в движение маховик. Благодаря этому угловое ускорение маховика оказывалось пропорциональным измеренному линейному ускорению объекта, и прибор позволял дважды йнтегрировать по времени ускорение объекта, выдавая показания, пропорциональные пути последнего в виде угла поворота маховика. Азимутальный гироскоп йвтор предполагал периодически корректировать от гирокомпаса. [c.182]

Как известно, инерциальные навигационные системы позволяют получать всю совокупность необходимых параметров для управления объектом, включая углы ориентации. При этом системы полностью автономны, т. е. для их нормального функционирования не требуется использования какой-либо информации от других систем (кроме, может быть, начала работы, когда требуется задать начальные условия по координатам и проекциям скорости). Еще одним достоинством этих систем является высокая скорость выдачи информации внешним потребителям скорость обновления углов ориентации составляет до 100 Гц, навигационной — от 10 до 100 Гц. Этот показатель для спутниковых систем составляет для лучших приемников 10 Гц, а, как правило, 1 Гц. Вместе с тем, инерциальным системам присуш,и недостатки, которые не позволяют использовать их долгое время в автономном режиме. Измерительным элементам ИНС, прежде всего, гироскопам и акселерометрам, присуш,и собственные методические и инструментальные ошибки, начальные условия не могут быть введены абсолютно точно, вычислитель, входящий в состав ИНС, вносит свои погрешности. Под влиянием этих факторов ИНС работает в так называемом возмущенном режиме, и получаемая с нее информация будет содержать ошибки, вызванные влиянием перечисленных возмущений. Для устранения влияния этих факторов переходят к созданию комплексов, обеспечивая коррекцию ИНС. В зависимости от используемых средств можно выделить следующие виды коррекции [c.21]

Основываясь на таких рассуждениях, представим погрешности акселерометров Aril, Ап2, Апз в следующем виде [c.97]

В приведенных моделях ошибок гироскопов и акселерометров на различных участках траектории ЛА вес отдельных компонент может сильно варьироваться. Так при рассмотрении движения ЛА со скоростью, близкой к постоянной, по прямолинейным траекториям наибольшее влияние будут оказывать постоянные погрешности измерителей. Поэтому на таких участках траектории модели (3.108), (3.109) можно суш,ественно упрош,ать, облегчая решение задач бортового комплекса. Кроме того, при относительной малости коэффициентов временной корреляции h и h по сравнению с периодом Шулера (Тщ = 84 мин) процессы jii2, Vis (г = 1, 2, 3) приближаются к белому шуму с определенной интенсивностью. С учётом этого модели погрешностей акселерометров и гироскопов могут быть представлены в виде [c.98]

Около некоторого значения силы поджатия Fq изменение тока с силой поджатия (д/к/дР) максимально, т. е. чувствительность прибора максимальна. При действии переменных ускорений на основание прибора сила поджатия изменяется пропорционально ускорению массы (т). Упругость контакта иглы с кристаллом зависит от силы поджатия. Для иглы из упругого материала со сферической поверхностью острия малого радиуса, опирающегося на упругую плоскую поверхность, эту упругость можно рассчитать. Она оказывается пропорциональной силе поджатия в степени 1/3. Это означает, вообще говоря, что пьезополупроводниковый преобразователь такого типа — прибор с нелинейной механической подвижной системой. Однако поскольку степень зависимости упругости от силы невелика, то при начальной силе поджатия во много раз большей, чем силы, возникающие при измеряемых ускорениях, можно считать, что суммарная упругость корпуса и опоры иглы, связывающая массу с основанием, постоянна. Тогда эквивалентная схема механической системы акселерометра приобретает простой вид, изображенный на рис. 5.116. Из этой схемы видно, что амплитуда усилия, действующего на кристалл, связана с амплитудой ускорения Хт основания прибора соотношением [c.228]

Равенство (12) свидетельствует о том, что платформа колеблется возле горизонта с периодом Шулер1а, а при отсутствии начального возмущения остается горизонтальной, следовательно, акселерометр выдает в чистом виде ускорение объекта, интегрируя которое получим его скорость интегрируя повторно получим дуговую координату 5 объекта. [c.62]

Специальные приборы для контроля виброакустических характеристик зубчатых колес выпускаются и иностранными фирмами, в частности Карл Хурт (ФРГ). Оценка уровня шума зубчатой передачи на приборе модели 2Р 320, выпускаемом этой фирмой, производится на основе измерения углового ускорения с помощью специально предназначенного для этой цели прибора— акселерометра. Акселерометр посылает сигналы на электронное устройство, которое выдает результат в виде спектрограммы. [c.183]

Основную группу приборов для измерения парамет)ров вибрации составляют сейсмические приборы. По соотношению собственной частоты колебаний подвижной системы прибора и частоты исследуемых колебаний они могут быть разделены на два вида виброметры— приборы для измерения смещения (амплитуды) вибрации и акселерометры — приборы для измерения ускорения вибрации. Если измеряется целый спектр частот, то для виброметров должно выполняться неравенство иоСи для самой низкой измеряемой ча-стоты а для акселерометров юо>(о для самой вьюокой из1иеряеной частоты. Эти приборы различаются во конструкции чувствительного элемента в зависимости от типа упругого подвеса и способа демпфирования по виду преобразующего устройства или по физическому явлению, положенному в основу преобразования механических колебаний в другие виды колебаний для их измерения и записи. [c.174]

ЛИНС-95 выполнена в виде моноблока. Моноблок содержит блок инерциальных датчиков, состоящий из трех акселерометров и трехосного лазерного гирометра, жестко связанных с корпусом моноблока. Электроника ЛИНС-95 выполнена с применением микросборок, микроблоков и больших интегральных схем. [c.435]

Для акселерометров, используемых в качестве измерителей угла отклонения платформы от горизонта, передаточная функция сводится к виду (9.9), а для гироинтеграторов (тяжелых гироскопов) она соответствует передаточной функции интегрирующего звена [c.288]

Центробежная сила — огромное невидимое чудовище — вдавливала мою голову в плечи и так прижимала меня к сиденью, что мой позвоночник сгибался и я стонал под этой тяжестью. Кровь отлила от головы, в глазах темнело. Сквозь сгущающуюся дымку я смотрел на акселерометр и неясно различал, что прибор показывает пять с половиной. Я освободил ручку, и последнее, что я увидел, была стрелка акселерометра, движущаяся обратно к единице. Я был слеп, как летучая мышь. У меня страшно кружилась голова, я посмотрел по сторонам на крылья самолета. Я их не видел. Я ничего не видел. Я посмотрел туда, где должна быть земля. Спустя немного она начала показываться, словно из утреннего тумана. Зрение возвра-шдлось ко мне, так как я освободил ручку и уменьшил давление. Вскоре я снова стал хорошо видеть, выровнялся и уже, повидимому, летел некоторое время горизонтально. Но голова моя горела, а сердце стучало, как пневматический молот... Я снова взобра.пся на пятнадцать тысяч футов (4500 м) и пошел вниз, нагоняя скорость до трехсот двадцати миль (520 км/нас). На этот раз я более резко взял ручку на себя и, прежде чем успел освободить ее, заметил, что перескочил через шесть с половиной и дошел до семи g. Я чувствовал, как у меня сдавливаются внутренности, я вновь терял зрение и сознание. Однако мне помогло то, что я резче взял ручку на себя и скорее ее освободил. Потом я снова поднялся и сделал еще два пике. Они буквально расплющили меня... [c.173]

С целью упрощения примем, что случайные ошибки вычислений отсутствуют, а дрейф гироскопов е, погрешности акселерометров Да, ошибки астроориентатора 8 и датчика горизонта (радиовертикали) Н представляют собой случайные процессы, аппроксимируемые стационарными процессами с экспоненциальной корреляционной функцией вида [c.327]

Члены, стоящие в правой части уравнения измеремпй, представляют собой удельные силы инерцнн, действующие со стороны чувствительного элемента на его подвес. Здесь, как видим, в качество составляющих присутствуют все четыре вида сил инерции, рассмотренных в Приложении 2 сила инерции поступательного движения с кажущимся ускорением fi тангенциальная и центробежная силы инерции, вызванные вращательным движеннем объекта навигации, и градиентно-гравитационная сила инерции. Вследствие этого измеряемый параметр 5 в общем случае содержит информацию о кажущемся ускорении объекта навигации, параметрах его вращательного движения (угловой скорости н угловом ускорении), а также о градиенте ускорения силы притяжения в направлении оси чувствительности акселерометра. Таким образом, используя показания нескольких акселерометров, определенным образом расположенных на объекте навигации, можно найти кажущееся ускорение объекта навигации, параметры его вращательного движения, а также, прн необходимости, элементы градиентной матрицы ускорения силы притяжения Земли. Этот наиболее общий вариант навигационной задачи будет рассмотрен в п. 2.2.4. [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...