Приборы для измерения ускорения

Приборы для измерения ускорения называются акселерометрами. При измерении линейное ускорение а, как правило, преобразуется в силу инерции (F = та, где т — масса движущегося тела), которая затем с помощью пружины преобразуется в перемещение, а перемещение — в электрическую величину с последующим преобразованием в отсчет прибора. Для уменьшения длительности переходного процесса частоту собственных колебаний преобразователя делают много выше диапазона частот, характеризующего измеряемое ускорение. Для этого пружина преобразователя должна быть жесткой, а масса движущегося тела не очень большой. Деформация пружины при этом будет пропорциональна измеряемому ускорению.

Для преобразования перемещения в электрическую величину используются реостатные, индуктивные и трансформаторные дифференциальные пре образователи. Выходная величина у них меняется в пределах от 1 до 10 мм, поэтому датчики ускорения имеют низкие частоты собственных колебаний (не более нескольких сот Гц). Например, акселерометр А-18 имеет диапазон измеряемых ускорений ±25# (где g = 9,81 м/с2) в диапазоне частот до 150 Гц.

Несколько выше частота собственных колебаний у тензорезистивных преобразователей. Для измерения ускорений в более широком частотном диапазоне (до ста кГц и выше) в акселерометрах используются пьезоэлектрические преобразователи. Так, пьезоэлектрический преобразователь ДН-3 используется для измерения ускорений в виброметре типа ВМ-1. Верхнее значение частоты его диапазона составляет 4 000 Гц, неравномерность частотной характеристики — не более ±10%. Высокие показатели имеют пьезорезистивные датчики компании «Эндевко»:

• • датчик общего назначения 7265АМЗ имеет частотный диапазон О...4кГц при измерении линейных, ударных и виброускорений до значений 2 000#, 5 000# и 1 000# соответственно;
• • миниатюрный датчик 7264-6К — 0.. .20 кГц при измерении линейных и ударных ускорений до значений 6# и 18 000# соответственно;
• • датчик для ударных испытаний 7270А-200К — 0... 150 кГц при измерении ударных ускорений до значений 200 000#.

Для определения ударных ускорений применяется также прибор Omni-G. Он измеряет ускорения, испытываемые изделиями при их транспортировке или при неосторожном обращении с ними и превышающие допустимые величины в пределах номинальных значений измеряемого ускорения от # до 4# с погрешностью порядка 15%.

Датчик ускорений может применяться для измерения скорости и перемещения (вибрации). Для этого его выходной сигнал необходимо проинтегрировать один (для измерения скорости) или два (для измерения перемещения) раза.