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美國DYTRAN加速度計(jì)工作原理
閱讀：1694 發(fā)布時(shí)間：2018-10-9
閉環(huán)液浮擺式
它的工作原理是：當(dāng)儀表殼體沿輸入軸作加速運(yùn)動時(shí),，檢測質(zhì)量因慣性而繞輸出軸轉(zhuǎn)動，傳感元件將這一轉(zhuǎn)角變換為電信號,，經(jīng)放大后饋送到力矩器構(gòu)成閉環(huán),。力矩器產(chǎn)生的反饋力矩與檢測質(zhì)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(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)）就被用來度量加速度的大小和方向,。擺組件放在一個(gè)浮子內(nèi),，浮液產(chǎn)生的浮力能卸除浮子擺組件對寶石軸承的負(fù)載，減小支承摩擦力矩,，提高儀表的精度,。浮液不能起定軸作用，因此在高精度擺式美國DYTRAN加速度計(jì)中,，同時(shí)還采用磁懸浮方法把已經(jīng)卸荷的浮子擺組件懸浮在中心位置上,，使它與支承脫離接觸，進(jìn)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(tài)誤差,提高抗振動和抗沖擊的能力,。波紋管用來補(bǔ)償浮液因溫度而引起的體積變化。為了使浮液的比重,、粘度基本保持不變,，以保證儀表的性能穩(wěn)定，一般要求有嚴(yán)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(jì),。擺組件用兩根撓性桿與儀表殼體連接。撓性桿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液浮擺式美國DYTRAN加速度計(jì)類似。這種系統(tǒng)有一高增益的伺服放大器,，使擺組件始終工作在零位附近,。這樣撓性桿的彎曲很小,引入的彈性力矩也微小,因此儀表能達(dá)到很高的精度。這類美國DYTRAN加速度計(jì)有充油式和干式兩種,。充油式的內(nèi)部充以高粘性液體作為阻尼液體,，可改善儀表動態(tài)特性和提高抗振動、抗沖擊能力,。干式美國DYTRAN加速度計(jì)采用電磁阻尼或空氣膜阻尼,，便于小型化、降低成本和縮短啟動時(shí)間,，但精度比充油式低,。
振弦式
由兩根相同的弦絲作為支承的線性美國DYTRAN加速度計(jì)。兩根弦絲在磁鐵的氣隙磁場中作等幅正弦振動,。弦絲的振動頻率與弦絲張力的平方根成比例,。不存在加速度作用時(shí)，兩根弦絲的張力相等,，振動頻率也相等,頻率差等于零,。當(dāng)沿輸入軸有加速度作用時(shí),作用在檢測質(zhì)量上的慣性力使一根弦絲的張力增大，振動頻率升高,；而另一根弦絲的張力則減小,，振動頻率降低。儀表中設(shè)有和頻控制裝置,，保持兩根弦絲的振動頻率之和不變,。這樣兩根弦絲的振動頻率之差就與輸入加速度成正比。這一差頻經(jīng)檢測電路轉(zhuǎn)換為脈沖信號,，脈沖頻率與加速度成正比,，而脈沖總數(shù)與速度成正比，因此這種儀表也是一種積分美國DYTRAN加速度計(jì),。弦絲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張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),。
擺式積分陀螺
利用自轉(zhuǎn)軸上具有一定擺性的雙自由度陀螺儀來測量加速度的儀表。陀螺轉(zhuǎn)子的質(zhì)心偏離內(nèi)環(huán)軸,，形成擺性,。如果轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動，陀螺組件部分基本上是一個(gè)擺式美國DYTRAN加速度計(jì),。當(dāng)沿輸入軸（即陀螺外環(huán)軸）有加速度作用時(shí),，擺繞輸出軸（即內(nèi)環(huán)軸）轉(zhuǎn)動，使軸上的角度傳感器輸出信號,，經(jīng)放大后饋送到外環(huán)軸力矩電機(jī),，迫使陀螺組件繞外環(huán)軸移動，在內(nèi)環(huán)軸上產(chǎn)生一個(gè)陀螺力矩,。它與慣性力矩平衡,，使角度傳感器保持在零位附近。陀螺組件繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動的角速度正比于輸入加速度,，轉(zhuǎn)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(huán)軸上安裝一個(gè)脈沖輸出裝置,，用以得到美國DYTRAN加速度計(jì)測量的加速度和速度信息：脈沖頻率表示加速度,；脈沖總數(shù)表示速度。這種美國DYTRAN加速度計(jì)靠陀螺力矩來平衡慣性力矩,，它能在很大的量程內(nèi)保持較高的測量精度,，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大,、價(jià)格較貴,。
分類介紹
美國DYTRAN加速度計(jì)的類型較多：
按檢測質(zhì)量的位移方式分類有線性美國DYTRAN加速度計(jì)(檢測質(zhì)量作線位移)和擺式美國DYTRAN加速度計(jì)（檢測質(zhì)量繞支承軸轉(zhuǎn)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,；
按測量系統(tǒng)的組成形式分類有開環(huán)式和閉環(huán)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(jì)等,；
按輸入軸數(shù)目分類，有單軸,、雙軸和三軸美國DYTRAN加速度計(jì),；
按傳感元件分類，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(diǎn)來命名一種美國DYTRAN加速度計(jì)
美國DYTRAN加速度計(jì)由檢測質(zhì)量（也稱敏感質(zhì)量）,、支承、電位器,、彈簧,、阻尼器和殼體組成。檢測質(zhì)量受支承的約束只能沿一條軸線移動,，這個(gè)軸常稱為輸入軸或敏感軸。當(dāng)儀表殼體隨著運(yùn)載體沿敏感軸方向作加速運(yùn)動時(shí),，根據(jù)牛頓定律,，具有一定慣性的檢測質(zhì)量力圖保持其原來的運(yùn)動狀態(tài)不變。它與殼體之間將產(chǎn)生相對運(yùn)動,，使彈簧變形,，于是檢測質(zhì)量在彈簧力的作用下隨之加速運(yùn)動。當(dāng)彈簧力與檢測質(zhì)量加速運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的慣性力相平衡時(shí),，檢測質(zhì)量與殼體之間便不再有相對運(yùn)動,，這時(shí)彈簧的變形反映被測加速度的大小。電位器作為位移傳感元件把加速度信號轉(zhuǎn)換為電信號,，以供輸出,。美國DYTRAN加速度計(jì)本質(zhì)上是一個(gè)一自由度的振蕩系統(tǒng)，須采用阻尼器來改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì),。