美國DYTRAN加速度計工作原理 閉環液浮擺式 它的工作原理是:當儀(yi) 表殼體(ti) 沿輸入軸作加速運動時,檢測質量因慣性而繞輸出軸轉動,傳(chuan) 感元件將這一轉角變換為(wei) 電信號,經放大後饋送到力矩器構成閉環。力矩器產(chan) 生的反饋力矩與(yu) 檢測質量所受到的慣性力矩相平衡。輸送到力矩器中的電信號(電流的大小或單位時間內(nei) 脈衝(chong) 數)就被用來度量加速度的大小和方向。擺組件放在一個(ge) 浮子內(nei) ,浮液產(chan) 生的浮力能卸除浮子擺組件對寶石軸承的負載,減小支承摩擦力矩,提高儀(yi) 表的精度。浮液不能起定軸作用,因此在高精度擺式美國DYTRAN加速度計中,同時還采用磁懸浮方法把已經卸荷的浮子擺組件懸浮在中心位置上,使它與(yu) 支承脫離接觸,進一步消除摩擦力矩。浮液的粘性對擺組件有阻尼作用,能減小動態誤差,提高抗振動和抗衝(chong) 擊的能力。波紋管用來補償(chang) 浮液因溫度而引起的體(ti) 積變化。為(wei) 了使浮液的比重、粘度基本保持不變,以保證儀(yi) 表的性能穩定,一般要求有嚴(yan) 格的溫控裝置。 撓性擺式 采用撓性支承的擺式美國DYTRAN加速度計。擺組件用兩(liang) 根撓性杆與(yu) 儀(yi) 表殼體(ti) 連接。撓性杆繞輸出軸的彎曲剛度很低,而其他方向的剛度很高。它的基本工作原理與(yu) 液浮擺式美國DYTRAN加速度計類似。這種係統有一高增益的伺服放大器,使擺組件始終工作在零位附近。這樣撓性杆的彎曲很小,引入的彈性力矩也微小,因此儀(yi) 表能達到很高的精度。這類美國DYTRAN加速度計有充油式和幹式兩(liang) 種。充油式的內(nei) 部充以高粘性液體(ti) 作為(wei) 阻尼液體(ti) ,可改善儀(yi) 表動態特性和提高抗振動、抗衝(chong) 擊能力。幹式美國DYTRAN加速度計采用電磁阻尼或空氣膜阻尼,便於(yu) 小型化、降低成本和縮短啟動時間,但精度比充油式低。 振弦式 由兩(liang) 根相同的弦絲(si) 作為(wei) 支承的線性美國DYTRAN加速度計。兩(liang) 根弦絲(si) 在磁鐵的氣隙磁場中作等幅正弦振動。弦絲(si) 的振動頻率與(yu) 弦絲(si) 張力的平方根成比例。不存在加速度作用時,兩(liang) 根弦絲(si) 的張力相等,振動頻率也相等,頻率差等於(yu) 零。當沿輸入軸有加速度作用時,作用在檢測質量上的慣性力使一根弦絲(si) 的張力增大,振動頻率升高;而另一根弦絲(si) 的張力則減小,振動頻率降低。儀(yi) 表中設有和頻控製裝置,保持兩(liang) 根弦絲(si) 的振動頻率之和不變。這樣兩(liang) 根弦絲(si) 的振動頻率之差就與(yu) 輸入加速度成正比。這一差頻經檢測電路轉換為(wei) 脈衝(chong) 信號,脈衝(chong) 頻率與(yu) 加速度成正比,而脈衝(chong) 總數與(yu) 速度成正比,因此這種儀(yi) 表也是一種積分美國DYTRAN加速度計。弦絲(si) 張力受材料特性和溫度影響較大,因此需要有精密溫控裝置和弦絲(si) 張力調節機構。 擺式積分陀螺 利用自轉軸上具有一定擺性的雙自由度陀螺儀(yi) 來測量加速度的儀(yi) 表。陀螺轉子的質心偏離內(nei) 環軸,形成擺性。如果轉子不轉動,陀螺組件部分基本上是一個(ge) 擺式美國DYTRAN加速度計。當沿輸入軸(即陀螺外環軸)有加速度作用時,擺繞輸出軸(即內(nei) 環軸)轉動,使軸上的角度傳(chuan) 感器輸出信號,經放大後饋送到外環軸力矩電機,迫使陀螺組件繞外環軸移動,在內(nei) 環軸上產(chan) 生一個(ge) 陀螺力矩。它與(yu) 慣性力矩平衡,使角度傳(chuan) 感器保持在零位附近。陀螺組件繞外環軸轉動的角速度正比於(yu) 輸入加速度,轉動角度的大小就是輸入加速度的積分,即速度值。通常在外環軸上安裝一個(ge) 脈衝(chong) 輸出裝置,用以得到美國DYTRAN加速度計測量的加速度和速度信息:脈衝(chong) 頻率表示加速度;脈衝(chong) 總數表示速度。這種美國DYTRAN加速度計靠陀螺力矩來平衡慣性力矩,它能在很大的量程內(nei) 保持較高的測量精度,但結構複雜、體(ti) 積較大、價(jia) 格較貴。 分類介紹 美國DYTRAN加速度計的類型較多: 按檢測質量的位移方式分類有線性美國DYTRAN加速度計(檢測質量作線位移)和擺式美國DYTRAN加速度計(檢測質量繞支承軸轉動); 按支承方式分類有寶石支承、撓性支承、氣浮、液浮、磁懸浮和靜電懸浮等; 按測量係統的組成形式分類有開環式和閉環式; 按工作原理分類有振弦式、振梁式和擺式積分陀螺美國DYTRAN加速度計等; 按輸入軸數目分類,有單軸、雙軸和三軸美國DYTRAN加速度計; 按傳(chuan) 感元件分類,有壓電式、壓阻式和電位器式等。 通常綜合幾種不同分類法的特點來命名一種美國DYTRAN加速度計 美國DYTRAN加速度計由檢測質量(也稱敏感質量)、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體(ti) 組成。檢測質量受支承的約束隻能沿一條軸線移動,這個(ge) 軸常稱為(wei) 輸入軸或敏感軸。當儀(yi) 表殼體(ti) 隨著運載體(ti) 沿敏感軸方向作加速運動時,根據牛頓定律,具有一定慣性的檢測質量力圖保持其原來的運動狀態不變。它與(yu) 殼體(ti) 之間將產(chan) 生相對運動,使彈簧變形,於(yu) 是檢測質量在彈簧力的作用下隨之加速運動。當彈簧力與(yu) 檢測質量加速運動時產(chan) 生的慣性力相平衡時,檢測質量與(yu) 殼體(ti) 之間便不再有相對運動,這時彈簧的變形反映被測加速度的大小。電位器作為(wei) 位移傳(chuan) 感元件把加速度信號轉換為(wei) 電信號,以供輸出。美國DYTRAN加速度計本質上是一個(ge) 一自由度的振蕩係統,須采用阻尼器來改善係統的動態品質。
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