RU2017159C1 - Устройство для измерения ускорения - Google Patents
Устройство для измерения ускорения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017159C1 RU2017159C1 SU4758600A RU2017159C1 RU 2017159 C1 RU2017159 C1 RU 2017159C1 SU 4758600 A SU4758600 A SU 4758600A RU 2017159 C1 RU2017159 C1 RU 2017159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial mass
- slots
- membranes
- light
- faces
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к датчикам линейных ускорений с оптическими преобразователями перемещения инерционной массы. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, выполненный в виде полого куба, в центрах граней которого выполнены прорези. В прорези установлены мембраны со светопоглощающим слоем. Мембраны подпружинивают инерционную массу, выполненную в виде шара, вписанного во внутреннюю кубическую полость корпуса. С внешней стороны корпуса в прорезях граней установлены призмы ввода-вывода. Величина зазора между основаниями призм и светопоглощающим слоем мембраны определяется величиной рабочего хода мембраны и статической характеристикой преобразования. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в виброметрии, сейсмологии, а также в навигационных приборах.
Известны устройства измерения ускорений, содержащие корпус, инерционную массу, преобразователь перемещения инерционной массы (а.с. N 1107061, кл. G 01 P 15/09; а.с. N 1163274, кл. G 01 P 15/08).
Недостатками известных устройств являются низкая чувствительность и невозможность измерения полного вектора ускорения одним прибором.
Наиболее близким к заявляемому устройству является акселерометр, содержащий корпус, инерционную массу в форме шара, бесконтактную электромагнитную подвеску инерционной массы и датчики перемещения инерционной массы на основе индуктивных преобразователей с переменным воздушным зазором и дифференциальной схемой обработки информации (а.с. N 298894, кл. G 01 P 15/08).
Недостатками указанного устройства являются высокая энергоемкость, погрешности измерения, обусловленные нелинейностью преобразования и низким быстродействием, а также сравнительно узкий динамический диапазон.
Цель изобретения - снижение энергоемкости и погрешности измерения, расширение динамического диапазона измерений при сохранении высокой линейности преобразования.
Цель достигается тем, что в устройстве для измерения ускорения, содержащем корпус, инерционную массу в форме шара, подвеску инерционной массы и датчики ее перемещения, корпус выполнен в виде куба, подвеска инерционной массы выполнена в виде шести упругих мембран со светопоглощающим слоем, установленных с внутренней стороны корпуса в прорезях на его гранях, а датчики перемещения инерционной массы выполнены в виде призм ввода-вывода, источника и шести приемников излучения, причем приемники оптически связаны с источником излучения через призмы ввода-вывода, которые установлены с наружной стороны корпуса в прорезях на его гранях напротив светопоглащающих слоев мембран.
На чертеже изображено центральное сечение устройства для измерения ускорения, на котором не показаны элементы преобразователя перемещения инерционной массы, расположенные по оси, перпендикулярной плоскости чертежа, а также не показаны источник и приемники излучения.
Корпус 1 представляет собой полый куб, в центрах граней которого выполнены прорези. В прорези установлены мембраны 2-5 со светопоглощающими слоями 6-9. Мембраны подпружинивают инерционную массу 10, выполненную в виде шара, вписанного во внутреннюю кубическую полость корпуса 1. С внешней стороны корпуса 1 в прорезях граней установлены прокладки 11-14 и призмы ввода-вывода 15-18. Величина зазора между основаниями призм и светопоглощающими слоями мембран определяется величиной рабочего хода мембраны и статической характеристикой преобразования (см.Бусурин В.М., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: физические основы, вопросы расчета и применения. М.: Энергоатомиздат, 1990).
Устройство для измерения ускорения работает следующим образом.
Под действием измеряемого ускорения инерционная масса 10 приходит в движение, что приводит к соответствующему изменению деформации мембран 2-5. Изменение деформации мембран приводит к изменению зазоров между основаниями призм и светопоглощающими слоями 6-9. Изменение зазоров влечет за собой изменение интенсивности светового потока, отраженного от оснований призм 15-18. При этом относительные перемещения мембран, расположенных в прорезях противоположных граней корпуса 1 (2 и 4 или 3 и 5, например) будут иметь разные знаки. Так, при воздействии на корпус 1 ускорения 
, как показано на чертеже, поверхности мембран 2 и 3 с соответствующими поглощающими слоями 6 и 7 будут приближаться к основаниям призм 15 и 16, а поверхности мембран 4 и 5 - удаляться от оснований призм 17 и 18. Это обусловит соответствующие изменения интенсивности отраженного от оснований призм 15-18 света, что позволяет применить для каждой пары противоположных мембран (2 и 4, 3 и 5, например) дифференциальный преобразователь перемещения инерционной массы 10, в котором в качестве приемников отраженного от оснований призм излучения могут применяться фотосопротивления, включенные в противоположные плечи мостовой схемы. Таким образом, выполнение акселерометра в виде куба с прорезями в центрах граней для установки в них с внутренней стороны мембраны со светопоглощающим слоем, подпружинивающим инерционную массу, которая таким образом оказывается вписанной во внутреннюю полость корпуса, а с внешней стороны - напротив светопоглощающих слоев мембран - прием ввода-вывода, которые оптически связывают источник и приемники излучения, обеспечивает снижение энерогоемкости и погрешности измерения, а также расширение динамического диапазона при сохранении высокой линейности преобразования.
Предлагаемое устройство, кроме того, выгодно отличается от известного простотой конструкции и меньшими массой и габаритами.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ, содержащее корпус, инерционную массу в форме шара, подвеску инерционной массы и датчики перемещения инерционной массы с дифференциальной схемой обработки информации, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости и погрешности измерения, расширения динамического диапазона измерений при сохранении высокой линейности преобразования, подвеска инерционной массы выполнена в виде шести упругих мембран со светопоглощающим слоем, установленным с внутренней стороны корпуса, выполненного в виде куба, в прорезях на его гранях, а датчики перемещения инерционной массы выполнены в виде призм ввода-вывода, источника и шести приемников излучения, причем приемники оптически связаны с источником измерения через призмы ввода-вывода, которые установлены с наружной стороны корпуса в прорезях на его гранях напротив светопоглощающих слоев мембран.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4758600 RU2017159C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Устройство для измерения ускорения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4758600 RU2017159C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Устройство для измерения ускорения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017159C1 true RU2017159C1 (ru) | 1994-07-30 |
Family
ID=21479346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4758600 RU2017159C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Устройство для измерения ускорения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017159C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2167426C1 (ru) * | 2000-01-27 | 2001-05-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Преобразователь инерциальной информации |
| RU2420746C1 (ru) * | 2010-02-10 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ измерения ускорения при микро- и наносмещениях |
| CN107632170A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-26 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器 |
| RU2660413C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2018-07-06 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Устройство уменьшения погрешности чувствительности по давлению и температуре у высокоточных оптических измерительных преобразователей перемещения |
-
1989
- 1989-11-13 RU SU4758600 patent/RU2017159C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1163274, кл. G 01p 5/08, 1982. * |
| Авторское свидетельство СССР N 298894, кл. G 01p 15/08, 1969. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2167426C1 (ru) * | 2000-01-27 | 2001-05-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Преобразователь инерциальной информации |
| RU2420746C1 (ru) * | 2010-02-10 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ измерения ускорения при микро- и наносмещениях |
| RU2660413C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2018-07-06 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Устройство уменьшения погрешности чувствительности по давлению и температуре у высокоточных оптических измерительных преобразователей перемещения |
| CN107632170A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-26 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104166015B (zh) | 基于单片集成的高精度、大量程光学nems微加速度计 | |
| AU2006201171B2 (en) | Optical accelerometer, optical inclinometer and seismic sensor system using such accelerometer and inclinometer | |
| US2695165A (en) | Electromagnetic accelerometer | |
| AU2007200604A1 (en) | Pressure compensated optical accelerometer, optical inclinometer and seismic sensor system | |
| GB2213272B (en) | Tri-axial accelerometers | |
| RU2046380C1 (ru) | Гравитационный трехкомпонентный градиентометр | |
| US5099690A (en) | Fiber-optic gyroscope accelerometer | |
| CN115015578B (zh) | 一种对称式双簧片支撑结构的光纤加速度计探头及系统 | |
| US5837998A (en) | Two-dimensional fiber optic acceleration and vibration sensor | |
| CN106841680A (zh) | 一种带准直器的光纤干涉式检波器装置 | |
| CN107121708A (zh) | 绝对重力测量系统及测量方法 | |
| CN109541257A (zh) | 一种摆式加速度计 | |
| Freal et al. | A microbend horizontal accelerometer for borehole deployment | |
| US5061069A (en) | Fiber-optic bender beam interferometer accelerometer | |
| US4901565A (en) | Strapdown measuring unit for angular velocities | |
| CN207198347U (zh) | 绝对重力测量系统 | |
| US3250133A (en) | Differential accelerometer | |
| CN206583930U (zh) | 一种带准直器的光纤干涉式检波器装置 | |
| US3320817A (en) | Electrostatically suspended gyroscope signal pickoff | |
| JPS60162958A (ja) | 連続可変感度を有する速度干渉計 | |
| US4686858A (en) | Flight instrument using light interference for acceleration sensing | |
| CN110133323B (zh) | 一种反射式光纤加速度测量装置 | |
| CN207197534U (zh) | 基于莫尔条纹检测的自解耦微陀螺装置 | |
| RU2046345C1 (ru) | Акселерометр | |
| Pulliam et al. | Development of fiber optic aerodynamic sensors for high Reynolds number supersonic flows |