SU1569730A1 - Method of calibrating piezoelectric accelerometers - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  калибровки пьезоэлектрических акселерометров при ударных воздействи х. Целью изобретени   вл етс  упрощение калибровочной аппаратуры и повышение точности калибровки. Цель достигаетс  тем, что по способу калибровки пьезоакселерометров, заключающемус  в сбрасывании чувствительного элемента, установленного в инденторе, на преграду с фиксированной высоты, преграду выполн ют из пластического материала. Массу основани  выбирают из соотношени  M ≥ 10³ M, где M - масса основани The invention relates to a measurement technique and can be used to calibrate piezoelectric accelerometers with shock effects. The aim of the invention is to simplify the calibration apparatus and improve the accuracy of the calibration. The goal is achieved by the method of calibrating piezoaccelerometers, which involves dropping the sensitive element installed in the indenter on a barrier from a fixed height, the barrier is made of plastic material. The mass of the base is chosen from the ratio M ≥ 10³ M, where M is the mass of the base.

M - масса индентора с испытуемым акселерометром. Размеры преграды выбирают из услови  R = (10 - 15) R, где R - размер преграды по каждой из осей координатM is the mass of the indenter with the accelerometer being tested. The size of the barrier is chosen from the condition R = (10 - 15) R, where R is the size of the barrier for each of the coordinate axes

R - радиус индентора. Коэффициент преобразовани  акселерометра определ ют по измеренной площади регистрируемого единичного импульса ускорени  в соответствии с выражением K = √2GH/S, где K - коэффициент преобразовани  акселерометраR is the indenter radius. The accelerometer conversion coefficient is determined from the measured area of the recorded single acceleration pulse in accordance with the expression K = √2GH / S, where K is the accelerometer conversion coefficient

G - ускорение свободного падени G - free fall acceleration

H - фиксированна  высотаH - fixed height

S - площадь единичного импульса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.S is the area of a single impulse. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  калибровки пьезоэлектрических акселерометров при ударных воздействи х .The invention relates to a measurement technique and can be used to calibrate piezoelectric accelerometers with shock effects.

Целью изобретени   вл етс  упрощение калибровочной аппаратуры и повышение точности калибровки.The aim of the invention is to simplify the calibration apparatus and improve the accuracy of the calibration.

На фиг0 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - регистрируемый импульсный электрический сигнал с акселерометра .On Fig 1 presents a device that implements the proposed method; in fig. 2 - recorded pulse electrical signal from the accelerometer.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит преграду 1, выполненную из пластического материала в виде цилиндра. Преграда помещена на наковальне 2, опирающейс  на массивное основание 3. Основанием  вл етс  короб 4 с песком0 Дл  равномерности прилегани  песка к настилу 5 .дно короба выполнено из пластической пленки. Калибруемый акселерометр 6 помещен в шаровой индентор 7, подвешенный на нити 8 к треноге 9. Полюс шарового индентора 7 находитс  на фиксированной высоте Н от поверхности преграды 1„ Внешн   поверхность преграды 1 ориентирована ортогонально к линии падени  индентора. КалибруеелA device that implements the proposed method, contains an obstacle 1, made of plastic material in the form of a cylinder. The obstacle is placed on the anvil 2, which rests on the massive base 3. The base is the box 4 with sand. 0 For a uniform fit of the sand to the floor 5, the box is made of plastic film. The calibrated accelerometer 6 is placed in a spherical indenter 7 suspended on a string 8 to a tripod 9. The ball indenter 7 has a fixed height H from the barrier 1 surface. The outer surface of the barrier 1 is oriented orthogonal to the line of falling of the indenter. Calibruele

ОЭOE

соwith

0000

31563156

мый акселерометр 6 соединен лини ми 10 св зи через повторитель II с блоком 12 регистрации.Our accelerometer 6 is connected by lines 10 through the repeater II to the recording unit 12.

Дл  калибровки акселерометра формируют основание 3 с соблюдением соотношени  .To calibrate the accelerometer, the base 3 is formed in a ratio.

М -103га, где М - масса основани ;M -103ga, where M is the mass of the base;

m - масса индентора с испытуемымm is the mass of the indenter with the subject

акселерометром.accelerometer.

На основании устанавливают наковальню 2 с расположенной на ней преградой 1 о Преграду выполн ют из пластического материала, причем размеры преграды выбирают из услови On the base, an anvil 2 is installed with an obstacle 1 O located on it. The obstacle is made of plastic material, and the size of the barrier is chosen from the condition

R(10-15)r, где R - размер преграды по каждой изR (10-15) r, where R is the size of the barrier for each of

осей координат; г - радиус индентора. Над преградой устанавливают треногу 9 с подвешенным на ней инденто- ром 9. Индентор устанавливают на фиксированной высоте Н от поверхности преграды. Пережига  нить 8, сбрасывают индентор 7 с заключенным в нем калибруемым акселерометром 6 на преграду 1 о При достижении преграды индентор приобретает скоростьcoordinate axes; r is the indenter radius. A tripod 9 with an indenter 9 suspended on it is placed above the obstacle. The indenter is mounted at a fixed height H from the surface of the obstacle. Burning the thread 8, reset the indenter 7 with the calibrated accelerometer 6 enclosed in it to the obstacle 1 o. When the barrier is reached, the indenter gains speed

V V2sHV v2sh

где g - ускорение свободного падени ,where g is the acceleration of free fall,

При касании индентора преграды осуществл етс  торможение индентора, при котором на выходе акселерометра генерируетс  сигнал; пропорциональный ускорению Электрический сигнал с акселерометра фиксируетс  блоком 12 регистрации. По полученной кривой соударени  измер ют площадь фигуры этой кривой в координатах напр жение - врем . Коэффициент преобразовани  акселерометра вычисл ют по выражениюWhen the obstacle indenter is touched, the indenter is braked, in which a signal is generated at the output of the accelerometer; proportional to the acceleration. The electrical signal from the accelerometer is recorded by the recording unit 12. According to the obtained impact curve, the area of the figure of this curve in voltage-time coordinates is measured. The accelerometer conversion coefficient is calculated by the expression

КTO

где S - площадь кривой соударени ,where S is the area of the impact curve,

Выполнение преграды из пластического материала, а также выполнениеThe implementation of the barrier of plastic material, as well as

соотношений между массой основани  и массой индентора, а также размеров преграды позвол ет получить) кривую соударени  в виде единичного однопо- л рного импульса без отражений, искажающих измерени  при акселерометрахthe relations between the base mass and the mass of the indenter, as well as the size of the obstacle, allows to obtain) the impact curve in the form of a single monopolar pulse without reflections, distorting measurements with accelerometers

Claims (2)

Translated fromRussian

Формула изобретени Invention Formula5five5five001 о Способ калибровки пьезоэлектрических акселерометров, заключающий в сбрасывании индентора с чувствительным элементом градуируемого акселерометра на преграду с фиксированной высоты и регистрации импульсного электрического сигнала с градуируемого акселерометра, отличающийс  тем, что, с целью упГроще- ни  аппаратуры и повышени  точности калибровки, преграду выполн ют из пластичного материала, располагают преграду на массивном основании, измер ют плодащь импульса электрического сигнала, а коэффициент преобразовани  определ ют по выражению1 o A method of calibrating piezoelectric accelerometers that involves dropping an indenter with a sensitive element of a calibrated accelerometer to an obstacle from a fixed height and recording a pulsed electrical signal from a calibrated accelerometer, characterized in that, in order to improve equipment accuracy and improve calibration accuracy, the barrier is made from plastic material, place an obstacle on a massive foundation, measure the impulse of an electrical signal, and the conversion factor determines by expression2j S2j S0 где g - ускорение свободного падени ;0 where g is the acceleration of free fall;Н - фиксированна  высота; S - площадь импульса сH is a fixed height; S is the impulse area with2. Способ по По 1 , о т л и ч а ю- 5 щ и и с   тем, что массу основани  выбирают из соотношени 2. The method according to 1, 1 and 5 tons, and the fact that the mass of the base is chosen from the ratio т, где М - масса основани ; t, where M is the mass of the base;т - масса индентора с чувствитель- 40 ным элементом испытуемогоt is the mass of the indenter with the sensitive element of the subjectакселерометра.accelerometer.За Способ по п. отличающийс  тем, что размеры преграды выбираютс  из услови  45R(10-15)r,For the method according to claim. Characterized in that the size of the barrier is selected from the condition 45R (10-15) r,где R - размер преграды по каждой изwhere R is the size of the barrier for each ofосей координат; г - радиус индентора.coordinate axes; r is the indenter radius.10ten////////////////////////////////////////У//////////////////////////////////////////// // //Фиг.FIG.U,MBU, MB40 .4020 ..20 ..Г, ft СG, ft C