Устройства для измерения линейных ускорений подвижных объектов (акселерометры).

Пружинный акселерометр (рис. IV.36) предназначен для измерения линейных ускорений в инерционных навигационных системах. Как видно из рис. IV.36, чувствительным элементом акселерометра является инерционная масса 2, подвешенная на двух пружинах 1, связанных с корпусом 4, прикрепленным к летательному аппарату. При действии постоянного линейного ускорения х масса перемещается на величину при которой инерционная сила возникающая от ускоренного движения массы, уравновешивается силой пружины где с — жесткость пружины.

Для успокоения колебаний массы применен демпфер 3, создающий силу пропорциональную скорости перемещения массы. Выходной сигнал снимается с потенциометра 5.

Уравнение движения массы для измерения линейных ускорений можно записать в виде

Рис. IV.35. Вибрационный гироскоп

Рис. IV.36. Схема устройства для измерения линейных ускорений

Разделим все члены уравнения (IV. 108) на с; тогда получим

где - постоянная времени акселерометра; - степень успокоения.

Определим зависимость динамической ошибки акселерометра от его параметров. Для этого введем следующие переменные: — перегрузка летательного аппарата; -собственная частота колебаний массы, где — максимальная величина хода массы, при которой сохраняется линейная зависимость между и Введем безразмерное время тогда динамическая ошибка — установившееся значение перемещения) может быть получена из решения уравнения (IV. 109) в виде

Определим при котором соблюдается условие едоп. В этом случае

Из выражения (IV. 110) при соблюдении условия (IV.111) найдем

отсюда

Минимальное значение определим, подставляя едоп в выражение (IV.110), т. е.

С помощью выражений (IV. 113) и (IV. 114) можно найти и соответствующие различным значениям Числовые данные приведены ниже.

Минимальное значение времени переходного процесса определяется по формуле

Для измерения путевой скорости полета летательных аппаратов применяют интегрирующие акселерометры, в которых непрерывно выполняется интегрирование ускорения.