Акселерометр

Текущая версия на 06:33, 10 декабря 2015

Акселеро́метр (от лат. accelero - ускоряю, греч. metreo - измеряю) — прибор для измерения ускорений (перегрузок) движущихся объектов. Чувствительный элемент акселерометра - инерционная масса, закреплённая пружинами в корпусе, является датчиком линейных ускорений в инерциальных навигационных системах на кораблях, ЛА и других объектах.

Акселерометр с записывающим устройством называется акселерографом.

Схема простейшего акселерометра. Груз (масса) закреплён на пружине. Демпфер подавляет колебания груза. Чем больше кажущееся ускорение, тем сильнее деформируется пружина, изменяя показания прибора.

Классификация

В электромеханических и максимальных акселерометрах ускорения регистрируются на экране осциллографа, на который после усиления поступают электрические сигналы с воспринимающих ускорение устройств.

При небольших (до 10 гц) частотах колебаний деталей машин или движущихся объектов для измерений больших ускорений применяют механические акселерометры; при повышенных частотах — электромеханические; при вибрационных измерениях ускорений в диапазоне частот 10 гц — 20 кгц — максимальные акселерометры (позволяют измерять ускорения от 1 см/сек2 до 30 км/сек2 (0,001 до 3000 g, где g — ускорение свободного падения).

В гравиметрии при определениях ускорений силы тяжести на море и в воздухе используют трёхкомпонентные акселерометры, с помощью которых регистрируют и учитывают ускорения, обусловленные качкой корабля или самолёта в месте установки гравиметра или маятникового прибора. Применяемые в гравиметрии акселерометры рассчитаны на диапазон измерения ускорений в несколько сот см/сек2 и имеют точность порядка 1 см/сек2.

По виду движения

• Линейный;
• Угловой.

По принципу действия

• Механический. В линейном (с одной степенью свободы) механическом акселерометре ускорение воспринимается маятниковым устройством, в котором под действием ускорения возникает отклонение маятника от положения равновесия (размер отклонения показывает стрелка на шкале, отградуированной в единицах ускорения);
• Электромеханический. В электромеханическом акселерометре ускорение воспринимается тензодатчиком, изменяющим свой электрический параметр (сопротивление, индуктивность или ёмкость) в зависимости от механической деформации, пропорциональной ускорению.

По назначению

• Измеряющий ускорение как функцию времени или пути;
• Максимальный, измеряющий момент достижения объектом заданного значения ускорения или максимальное значение ускорения в быстропротекающем процессе, например при ударе. В максимальном акселерометре ускорение воспринимается маятниковым устройством, разрывающим контакт в электрической цепи при достижении объектом исследования заданного значения ускорения, или пьезоэлектрическим датчиком, вырабатывающим электрическое напряжение при механическом сжатии под действием сил инерции.

Параметры

Общий вид и схема авиационного механического акселерометра: 1 — грузик маятника, отклоняющийся под действием ускорения; 2 — пружина; 3 — ось; 4 — зубчатый сектор; 5 — зубчатое колесо; 6 — стрелка; 7 — стрелка, фиксирующая максимальное значение ускорения.

• Масштабный коэффициент — это коэффициент пропорциональности между измеряемым кажущимся ускорением и выходным сигналом (электрическим сигналом, частотой колебаний (для струнного акселерометра) или цифровым кодом);
• Смещение нуля — показания прибора при нулевом кажущемся ускорении;
• Случайное блуждание — среднеквадратичное отклонение от смещения нуля;
• Пороговое разрешение (чувствительность) — величина минимального изменения кажущегося ускорения, которое способен определить прибор;
• Нелинейность — изменения зависимости между выходным сигналом и кажущимся ускорением при изменении кажущегося ускорения.

Ссылки

• Подробно о акселерометре на англоязычной Википедии.^(англ.)
• Акселерометр на русскоязычной Википедии.