Осьові акселерометри

Класифікація акселерометрів

При всьому різноманітті акселерометрів їх можна умовно розділити на декілька основних груп:

За характером переміщення інерційної маси (ІМ):

а) осьові акселерометри з поступальним переміщенням ІМ;

б) маятникові акселерометри з кутовим переміщенням ІМ.

За наявністю зворотного зв'язку:

а) безпосереднього вимірювання (без зворотного зв'язку);

б) компенсаційні (з зворотним зв'язком).

За числом ступеней вільності ЧЕ акселерометру:

а) однокомпонентні (вимірювання проекцій прискорення в одному

напрямку) – з однією вимірювальною віссю;

б) двохкомпонентні – з двома вимірювальними осями;

в) трьохкомпонентні – з трьома вимірювальними осями.

Мінімальна конфігурація лінійного осьового акселерометра представлена на рис. 4.2. Тут у корпусі приладу 1, заповненому в'язкою рідиною 2, розміщена сейсмічна маса 3, яка втримується двома попередньо розтягнутими пружинами 4 і 5. Вимірювальна вісь акселерометра Ох спрямована по осі пружин 4 і 5.

Якщо акселерометр встановлюється безпосередньо на рухомий об'єкт, то при його прискоренні вздовж осі Ох корпус 1 акселерометра прискорюється разом з об'єктом і переміщується відносно сейсмічної маси 3, тим самим викликаючи стискання пружини 5 і розтяг пружини 4. Спостерігачу, який зв'язаний з корпусом акселерометра, єдиним впливом на сейсмічну масу уявляється вплив пружних сил підвісу, які викликають деформацію пружин 4 і 5, величина яких пропорційна діючому прискоренню вздовж осі Oх:

,

де с – жорсткість пружин 4 і 5; х – зміщення інерційної маси 3 відносно середнього (незбуреного) положення.

В'язка рідина створює демпфіруючу силу пропорційну відносній швидкості руху інерційної маси:

,

де f – коефіцієнт демпфірування.

Для складання рівняння руху сейсмічної маси відносно корпусу приладу скористаємось методом кінетостатики, згідно з яким:

.

Після деяких перетворень отримаємо:

, (4.3)

або в стандартній формі

, (4.4)

де – частота власних незгасаючих коливань інерційної маси; – відносний коефіцієнт затухання.

Запишемо тепер рівняння (4.4) в операторній формі

й знайдемо вираз для передаточної функції акселерометра:

. (1.5)

Дата добавления: 2014-01-07