Визначення максимального кута відхилення

Максимальный кут відхилення рухомого вузла акселерометра ввизначається за наступною формулою:

,

де –крутизна тракта .

Отже, підставляючи в рівняння дані, отримаємо:

;

Отже, максимальний кут відхилення маятника буде менше градуса – , що є для акселерометрів нормою.

Визначення постійної часу

Розглядаючи рівняння руху системи в операторній формі, тобто:

.

Можна записати, що постійна часу чутливого елемента , буде визначатися за наступною формулою, (яка була взята з виведення рівняння в операторній формі):

,

де – момент інерції , – коефіцієнт кутової жорсткості пружини.

Отже, підставляючи всі дані в рівняння, маємо :

.

Постійна часу чутливого елементу – дуже мала, що забезпечує швидку роботу приладу.

Визначення коефіцієнта згасання коливань

Коефіцієнт згасання коливань, це визначення такого коефіцієнта, при якому період власних згасаючих коливань був якомога малий.

Отже, з рівняння ми можемо записати заміну , де

,

значить:

- коефіцієнт демпфірування .

Отже , підставляючи всі дані в рівняння, маємо:

.

Розрахунок сильфону

Сильфони по ГОСТ 17211-71 з полу томпаку (Латуні Л80) використовують для роботи при температурі від мінус 60 до плюс 100⁰С.

Основні розміри:

число гофри .

Виходячи з розрахунків, ми можемо прийняти параметри:

площа . Число гофри - 4. Початковий об’єм рідини в сильфоні – 100 мл.

Рідина, яка заповнює сильфон – спирт етиловий. Для визначення максимального об’єму розширення сильфону скористаємося формулою:

,

де – початковий коефіцієнт розширення рідини приладу,

– коефіцієнт об`ємного розширення спирту ,

– різниця перепаду роботи температур .

Отже, використовуючи параметри, визначимо максимальний об`єм розширення сильфону:

.

Тобто, об’єм, на котрий розшириться сильфон, буде приблизно , що є задовільним об’ємом збільшення сильфону в маятникових акселерометрах.

4. Розрахунок похибок від шкідливих моментів

Статистична похибка акселерометра знаходиться наявністю «шкідливих» моментів, діючих на рухомий вузол акселерометра і перешкоджаючих його руху сил, які визвані наявністю інерційних моментів.

По виду утворюючої похибки шкідливі сили, які діють на рухомий вузол акселерометра, можуть бути розділені на три групи:

• момент тертя;

• момент тяжіння;

• момент сил.

Момент (сила) тертя

Головною причиною появи момента тертя – механічне тертя в опорах рухомого вузла, гістерезисні появи в роторах індукційного датчика кута і ін.

Сили тертя в опорах з`являються, головним чином, вагою деталей механізму й для їх визначення потрібно знати вагу кожної деталі, діаметр або радіуси цапфи й коефіцієнта тертя.

Момент тертя для циліндрової опори визначається (Мал.№2) залежністю

,

де – радіальне навантаження (вага); – осьове навантаження.

Похибка від момента тертя выражается через мінімальне прискорення, яке вимірюється приладом (поріг чутливості приладу). Виходячи з отриманого значення маятниковості, визначають допустимий рівень діючих на рухомий вузол шкідливих моментів.

Момент шкідливих сил:

.

Нехтуючи, що очікувана зміна , , запишемо

.

Підставляючи, отримаємо розрахункове прискорення :

.

Крім того, похибка від момента тертя може бути визначена, як нелінійність вихідної характеристики приладу:

.