Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

В России акселерометры появились в комплектации с машинами Форда и «Мерседес-Бенц», а также с паровозами германского производства. Но зарубежные акселерометры в зимнее время, особенно в сильные российские морозы, быстро разрушались, поэтому на предприятиях транспортного машиностроения России стали разрабатываться улучшенные модели акселерометров в конструктивном плане, с подбором морозостойких материалов (в первую очередь стали и сплавов). Особое внимание уделялось данным приборам, предназначавшимся для комплектации военной транспортной техники и летательных аппаратов.

Акселерометры, предназначенные для комплектации военной транспортной техники и самолетов, изготавливались из специальных нержавеющих сталей и легких, но прочных сплавов, обеспечивающих безотказную работу в любых условиях и вибрационных нагрузках. В течение ХХ в. вместе с совершенствованием наземных транспортных средств всех видов, а также авиационной техники вносились определенные изменения и в конструкцию акселерометра. В Советском Союзе модернизацией акселерометров занимались специальные конструкторские бюро (СКБ), которые были созданы при оборонных машиностроительных предприятиях в 1940—1950-х гг. В результате к началу XXI в. было создано несколько разновидностей акселерометров.

Устройство акселерометра основано на принципе использования инерционной силы F, движущейся с ускорением массы (обобщение массы транспортного средства). В его корпусе подвешена определенная масса ограниченного объема, которая взаимодействует через пружины. При ускорении или замедлении корпуса (установленном на жестком креплении к каркасу транспортного средства) масса стремится сохранить свое первоначальное положение, т. е. соответственно «отстать» от корпуса или «опередить» его. Одна из пружин при этом сжимается, а масса совершает относительное перемещение в направлении, противоположном ускорению корпуса. Величина этого перемещения измеряется с помощью потенциометра и пересчитывается на величину ускорения. Для гашения колебаний массы внутри корпуса во время движения транспортного средства служит демпфер. В качестве элементов подвески используют листовые пружины (которые изготавливают из специальной пружинной стали марки 65Г или другой) и шарнирное соединение с корпусом.

Акселерометр по схеме представляет собой маятник со спиральной пружиной. Если в акселерометре по схеме относительное перемещение массы при линейной характеристике пружины пропорционально ускорению, то в маятниковом варианте акселерометра по схеме эта зависимость непропорциональная; но подобный маятниковый прибор характеризуется большой чувствительностью к незначительному ускорению. При малых углах отклонения массы зависимость между ускорением и угловым перемещением можно приближенно считать линейной, но с увеличением угла ошибка, обусловленная непропорциональностью, растет. Наличие бокового ускорения и, соответственно, сил инерции F y) вызывает искажение результатов измерения ускорения, обусловливаемого силами F x. Для того чтобы уравновесить момент силы F уотносительно точки подвеса, устанавливают параллельно два маятника, соединенных тягой.

Схема такого соединения представляет собой антипараллелограмм. Конструктивную разновидность антипараллелограмма с высшими парами представляет собой зубчатая пара. В тех случаях, когда необходимо измерить угловое ускорение, ротор устанавливают на оси в корпусе и соединяют со спиральной пружиной. Поворот ротора относительно корпуса при линейной характеристике пружины пропорционален угловому ускорению и измеряется с помощью потенциометра.

В современных транспортных средствах, а также самолетах и ракетах акселерометры связаны в единое целое с бортовыми компьютерами, которые анализируют измеренные величины ускорения и выдают соответствующие команды через исполнительные устройства двигателям с целью корректировки их работы в сторону усиления или уменьшения режима скоростей движения. (Примечание: антипараллелограммом в технике называется двухкривошипный механизм – шарнирный четырехзвенный механизм, в который входят два кривошипа. Такой механизм служит для передачи и преобразования вращательного движения в поступательное.) В настоящее время в России по заказу потребителей выпускают такие модели акселерометров, как: АМ-В10/ 0; АК-10МГ; АК-15МС и др.

Альтиметр (от лат. altum – «высота» и metr – «метр») – то же, что и высотометр: прибор для определения высоты полета летательного аппарата. Впервые альтиметры были установлены на самолетах и дирижаблях в начале ХХ в.

Этот прибор имеет очень простое устройство и работает по принципу барометра. Если барометр установить на летательном аппарате, он также будет показывать изменение атмосферного давления с высотой при подъеме самолета или дирижабля на какую-либо высоту. Альтиметр является очень важным прибором, обеспечивающим безопасность полета самолета (или вертолета, планера, дирижабля) по всей трассе и особенно на глиссаде при посадке (глиссада – траектория полета самолета при снижении его перед посадкой на аэродромную полосу или летное поле). Выход из строя альтиметра по каким-либо причинам может привести к катастрофе летательного аппарата (самолета или вертолета) в условиях полета над холмистой или гористой местностью. Показания альтиметра обязательно «увязываются» с профилем рельефа местности, над которой осуществляется полет.

В период существования Советского Союза альтиметры изготавливались на авиационных заводах в больших количествах. В 1990-х гг. в связи с проведением новых экономических рыночных реформ выпуск этих приборов резко сократился (так же как и выпуск всех летательных аппаратов). В настоящее время российские заводы изготавливают альтиметры в небольших количествах, строго по заказам. Альтиметры, находящиеся в эксплуатации, периодически проходят проверку (или поверку – по терминологии метрологов) в специальных авиационных лабораториях. Альтиметры последних моделей имеют связь с бортовым компьютером, следящим за высотой и режимом полета по соответствующей трассе и глиссадам, а также со специальным самописцем (который ведет запись показаний альтиметра от взлета летательного аппарата до его посадки в пункте назначения). В настоящее время альтиметры изготавливают следующих моделей: АС-10, АВ-3, АП-20, АМК-10 и др.

Амперметр – прибор для измерения силы тока, широко применяется в энергетике, в различных отраслях промышленности, в службах сервиса по эксплуатации и ремонту бытовой электроаппаратуры и приборов. Амперметры были изобретены в середине XIX в. и сначала применялись в основном на объектах энергетики, а в начале ХХ в. они стали использоваться и в других отраслях промышленного производства. С середины ХХ в. амперметры начали широко применяться в службах сервиса и, в частности, в Советском Союзе: в ателье по ремонту радиоаппаратуры, телевизоров, бытовой электроники.