应变式加速度计

肖胜利　齐新社　齐利华

(西安通信学院文化基础教研室　陕西 西安　710106)



应变式加速度计

肖胜利齐新社齐利华

(西安通信学院文化基础教研室陕西 西安710106)

摘 要：应变式加速度计作为测量物体加速度的仪器，已被广泛用于航天器、导弹、飞机和潜艇等装置的制导中. 本文通过物理分析，清楚地知道了它的工作原理，就是实现力学信息可视化，最后给出了它的测量范围.

关键词：加速度应变式加速度计滑动变阻器

加速度计是利用检测质量块(可视为质点)的惯性力来测量载体系统加速度的敏感装置,它分为线加速度计(测量平动加速度)和角加速度计(测量转动加速度). 在飞行控制系统中，加速度计是重要的动态特性校正元件；在惯性导航系统中，高精度的加速度计是最基本的敏感元件之一. 本文主要讨论的是应变式加速度计.

1应变式加速度计的结构原理

图1是应变式加速度计的结构原理图. 支架M和N固定在待测系统上，质量为m的滑块穿在M和N之间的水平滑杆上，并与一端固结于支架M上且劲度系数为κ的轻弹簧相连，滑块下端滑动臂P可在滑动变阻器上自由滑动，随着滑块在水平方向做变速运动，所用电源的电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总电阻值为R=4r，有效总长度为L，当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，且A，B两接线柱输出的电压U0=0.4E. 若取MN方向为正参考方向，则待测系统沿MN方向做变速运动的加速度可由A，B两接线柱输出的电压U给出.

图1

2应变式加速度计的物理分析

对于变阻器而言：

(1)当待测系统静止时，应变式加速度计停止工作(此时弹簧处于原长)，有U0=0.4E，变阻器上通过的电流由全电路欧姆定律，可知为

此时变阻器滑臂P位于滑动变阻器的中点，弹簧处于原长，滑块所受合外力为零，滑块的加速度为零.

(2)当待测系统正常工作时，如图所示，若滑动臂P位于离开滑动变阻器的中点向右为x时，则滑动变阻器滑动臂P左侧部分上的电压为

所以

故滑块(视其为质点)的加速度由牛顿第二定律，可知为

(3)当滑动臂P位于滑动变阻器最右端时

(4)滑动臂P位于滑动变阻器最左端时

3结束语

通过以上物理分析，可知应变式加速度计的测量范围为

其中“—”表示待测系统加速度的方向与所选参考方向相反.

从分析可以看出：应变式加速度计的工作原理其实很简单，它是将不便于测量的物体的运动信息通过一个简单的电路，转变为一个便于测量的电信息，最后实现力学信息在仪表盘上可视化.

The Strain Type Accelerometer

Xiao ShengliQi XinsheQi Lihua

(Department of cultural base teaching and research, Xi′an Communications Institute，Xi′an,Shanxi710106)

Abstract:Strain type accelerometer as a measuring instrument for an acceleration, has been widely used in spacecraft, missiles, aircraft and submarines and other devices in the guidance of. In this article, through physical analysis clearly know the working principle of it, is to realize mechanical information visualization, finally its measuring range is presented.

Key words:acceleration；strain type accelerometer；sliding rheostat

(收稿日期：2015-11-03)