RU2041465C1

RU2041465C1 - Accelerometer of compensation type

Info

Publication number: RU2041465C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Абаимов; Н.Н. Ивченко; Н.Г. Китанин
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: accelerometer of compensation type includes sensitive element with liquid damping, elements of feedback system incorporating movement sensor 1, amplifier-converter 3 and moment pickup. Amplifier 2 controlled by amplification factor of semiconductor thermoresistor is placed in circuit between movement sensor and amplifier-converter. Thermoresistor 5 is positioned in one space with accelerometer. EFFECT: enhanced operational reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к точному приборостроению, а также к приборостроению, связанному с разработкой и изготовлением акселерометров, датчиков угловой скорости компенсационного типа. The invention relates to precision instrumentation, as well as to instrumentation associated with the development and manufacture of accelerometers, angular velocity sensors of the compensation type.

Известны схемы построения акселерометров компенсационного типа, которые включают в себя воспринимающий элемент, преобразователь перемещений, усилитель-преобразователь, магнитоэлектрический преобразователь. В таких акселерометрах, а особенно в акселерометрах с опорами вязкого трения, коэффициент демпфирования при изменении температуры изменяется в силу изменения вязкости газа или жидкости. Как показала практика отработки акселерометров компенсационного типа температурное изменение окружающей среды оказывает влияние на амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ) акселерометра. Known schemes for constructing compensation type accelerometers, which include a sensing element, a displacement transducer, an amplifier transducer, and a magnetoelectric transducer. In such accelerometers, and especially in accelerometers with viscous friction supports, the damping coefficient changes with temperature as the viscosity of the gas or liquid changes. As practice has shown, working out compensatory-type accelerometers, a temperature change in the environment affects the amplitude-phase frequency characteristics (AFC) of the accelerometer.

Целью изобретения является увеличение стабильности АФЧХ акселерометров при широком изменении температуры окружающей среды, например от 0 до 50^оС.The aim of the invention is to increase the stability of the AFC accelerometers with a wide change in ambient temperature, for example from 0 to 50 ^about C.

Поставленная цель достигается тем, что в состав акселерометра компенсационного типа, содержащего чувствительный элемент с жидкостным демпфированием подвижной части, элементы системы обратной связи, в том числе датчик перемещений (ДП), усилитель-преобразователь (УП), дополнительно вводится управляемый по коэффициенту усиления усилитель, который включается последовательно в цепь между ДП и УП. Управление коэффициентом усиления дополнительного усилителя производится подключением к управляемому входу усилителя терморезистора, устанавливаемого в общем объеме с чувствительным элементом, а лучше всего в корпусе чувствительного элемента. Передаточная функция акселерометра в этом случае будет иметь вид
W(P)

×

где h коэффициент демпфирования подвижной части акселерометра;
К_ду коэффициент усиления дополнительного усилителя;
К_уп коэффициент передачи усилителя преобразователя;
К_дп коэффициент передачи датчика перемещения;
К_дс коэффициент передачи датчика силы (магнитоэлектрический преобразователь).This goal is achieved by the fact that the compensation type accelerometer containing a sensing element with liquid damping of the moving part, feedback system elements, including a displacement sensor (DP), an amplifier-converter (UP), additionally introduce an amplifier controlled by gain, which is connected in series in the circuit between the DP and UP. The gain of the additional amplifier is controlled by connecting to a controlled input of the amplifier a thermistor installed in the total volume with the sensor, and best of all in the sensor case. The transfer function of the accelerometer in this case will be
W (P)

×

where h is the damping coefficient of the moving part of the accelerometer;
To _do the gain of the additional amplifier;
To _UP the gain of the converter amplifier;
To _DP transfer coefficient of the displacement sensor;
To _ds the transmission coefficient of the force sensor (magnetoelectric transducer).

На чертеже показан предлагаемый акселерометр. The drawing shows the proposed accelerometer.

Датчик 1 перемещения, дополнительный усилитель 2 и усилитель-преобразователь 3 расположены в прямой цепи акселерометра, а датчик силы воспринимающий элемент 4 в обратной цепи. The displacement sensor 1, the additional amplifier 2 and the converter amplifier 3 are located in the forward circuit of the accelerometer, and the force sensor is the receiving element 4 in the reverse circuit.

Так как вязкость жидкости при изменении температуры изменяется по экспоненте, то и коэффициент демпфирования изменяется по экспоненте. Температурное изменение сопротивления полупроводникового терморезистора 5 тоже происходит по экспоненте. Подбором характеристики дополнительного усилителя 2 можно добиться того, чтобы отношение Х/К_дуКОНСТ при любой рабочей температуре. При обеспечении этого условия амплитудно-фазовые частотные характеристики будут индифферентны к изменению рабочей температуры акселерометра.Since the viscosity of a fluid changes exponentially with temperature, the damping coefficient changes exponentially. The temperature change in the resistance of the semiconductor thermistor 5 also occurs exponentially. By selecting the characteristics of the additional amplifier 2, it is possible to ensure that the ratio X / K _do KONST at any operating temperature. Under this condition, the amplitude-phase frequency characteristics will be indifferent to changes in the operating temperature of the accelerometer.

Дополнительный усилитель выполняется на операционном усилителе, например серии 140, при этом резистором R является полупроводниковый терморезистор, например СТ4-16. An additional amplifier is performed on an operational amplifier, for example, a series 140, while the resistor R is a semiconductor thermistor, for example CT4-16.

Использование усилителя с управлением по температуре выгодно отличает предлагаемый акселерометр от прототипа, так как существенно уменьшается влияние на его динамические характеристики изменения рабочей температуры его. В результате этого снижаются требования к стабильности рабочей температуры акселерометра и устраняется необходимость включения в состав акселерометра системы регулирования его рабочей температуры. The use of an amplifier with temperature control compares the proposed accelerometer from the prototype, since it significantly reduces the impact on its dynamic characteristics of changes in its operating temperature. As a result of this, the requirements for stability of the operating temperature of the accelerometer are reduced and the need to include a system for controlling its operating temperature in the accelerometer is eliminated.

Claims

COMPENSATION TYPE ACCELEROMETER containing a liquid damping sensitive element, elements of a feedback system including a displacement sensor, an amplifier transducer and a torque sensor, characterized in that, in order to increase the temperature stability of the dynamic characteristics of the accelerometer, in a circuit between the displacement sensor and the amplifier-transducer an amplifier, controlled by the gain from the semiconductor thermistor, is additionally introduced, while the thermistor is installed in a common volume IU with the accelerometer.