Вибір конструктивної схеми:

Конструктивну схему приладу складають, виходячи з досвіду попередніх конструктивних розробок і вимог технічного завдання з урахуванням технологічних можливостей підприємства-виготівника.

У сьогодення застосовують наступні типи акселерометрів:

• з механічною пружиною;

• з електричною пружиною;

• одноразово інтегруючі;

• двократно інтегруючі акселерометри;

Компенсаційні акселерометри мають дуже високу точність вимірювань за рахунок великої жорсткості «електричної» пружини. Вона забезпечує малий кут й похибки, які виникають внаслідок нього, а також високу частоту власних коливань й розширювання за рахунок цього динамічного діапазону вимірювань.

Особливо жорсткі вимоги до навігаційних акселерометрів. Наприклад, поріг чутливості в них повинен бути , від похибки масштабного коефіцієнта (з-за не лінійності статичної характеристики, нестабільності) – 0,02…0,005%.

Великою точністю вимірювань володіють - компенсаційні акселерометри.

Ми вибираємо акселерометр з електричною пружиною. Виходячи з того, що задана добротність в умові складає , а також лінійність вихідної характеристики акселерометра , що відповідає добротності електричної пружини і лінійності вихідної характеристики.

Електромеханічні вузли акселерометрів з електричною пружиною бувають «сухі» і поплавкового типу з гідравлічним розвантаженням опор.

У чому ж полягає перевага акселерометрів поплавкового типу? А це – висока точність і малий поріг чутливості, які визначають значно меншим моментом (силою) тертя в опорах.

В даній курсовій роботі ми використовуємо акселерометр поплавкового типу. Ми керуємося тими параметрами, що відповідає акселерометрам поплавкового типу, тобто забезпечення добротності і порогу чутливості . Опори – каменеві підшипники (для забезпечення параметрів і для простоти конструкції).

В акселерометрах з електричною пружиною як «сухого», так і поплавкового типу застосовують електромагнітні, магнітоелектричні і феродинамічні датчики. У нас датчик моментів – магнітоелектричний, з тієї причини, що він забезпечує зменшення моменту магнітного тяжіння. Датчики не мають гістерезисного моменту (сили). І по тій простій причині, що необхідно забезпечити прилад високим класом точності.

Добротність приладу:

.

3. Розрахунок елементів конструкції приладу:

Визначивши основну конструктивну схему приладу, необхідно провести вибір величини маятниковості його рухомого вузла.

Виходячи з заданої ваги приладу , визначимо об`єм приладу й площу поверхні. При цьому враховуємо, що питома вага сучасних акселерометрів . Отже,

При визначенні площі поверхні акселерометра враховують, що раціонально спроектирований акселерометр має вид циліндру, довжина якого приблизно в два рази перевищує його діаметр . Отже,

.

.

Визначимо площу поверхні:

.

Робочу температуру приладу виберемо .

Визначимо допустиму потужність, що виділяється елементами акселерометра

.

де . - коефіцієнт теплопередачі .

Розрахункове значення вибираємо як 0,9 від отриманого по формулі (такий запас необхідний для забезпечення роботи системи термостатування).

.

Далі визначимо потужність, що доводиться на датчик моменту приладу , враховуючи, що потужність, що виділяється рештою елементів акселерометра (датчик кута, опори), для раціонально спроектованих приладів не перевищює 10% від загальної потужності.

.

За отриманою потужністю датчика моменту пристосовують максимальний момент, який може розвивати датчик:

.

Визначимо також об'єм датчика моменту, враховуючи, що питома вага датчика моменту .

.

Зовнішній діаметр датчика:

.

Довжина датчика така:

.

Далі визначимо максимальний момент від датчика моментів:

при ;

.

Маятниковість рухливого вузла акселерометра буде визначатись за наступною формулою:

.

Враховуючи, що для поплавкових пристроїв прискорення , отримаємо:

,

де – маса рухомого вузла.