Акселерометр

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4906100/10 (22) 30,01.91 (46) 15.11,93 Бюл Ив 41-42

{71) Уфимский авиационный институт имСерго

Орджоникидзе (72) Хайруллин ИХ; Исмагилов ФР. Янгиров И.Ф. (73) Государственный уфимский авиационно-технический университет (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (87) Изобретение относится к электрическим микпв) КЫ ио 2II3HO С1 (51) 61Р15 О ромашинам, а именно к датчикам угловых ускорений (акселерометрам), предназначенным дпя измерения угловых ускорений контролируемых валов в устройствах автоматики и вычислительной техники

Сущность изобретения полый электропроводный ротор выполнен с продольными прорезями, шаг которых равен тюлюсному делению, причем ротор на участках между продольными прорезями выполнен из изолированных друг от друга аксиапьных пластин, замкнутых на торцах ротора 3 ил.

2003110

Изобретение относится к электрическим микромашинам, а именно к датчикам угловых ускорений (акселерометрам), предназначенным для измерения угловых ускорений контролируемых валов в устройствах автоматики и вычислительной техники, и является усовершенствованием известного устройства (авт. св. М 1004888), Известный акселерометр содержит наружный статор с полюсами возбуждения из постоянных магнитов и полюсами с измерительной обмоткой, размещенными под 90 эл.град. относительно полюсов возбуждения. внутренний статор и полый электропроводный ротор, вращаемый контролируемым валом, также содержится компенсационная обмотка, расположенная соосно и подключенная встречно измерительной обмотке, и усилитель, вход которого . подключен,к измерительной обмотке, а выход — к компенсационной.

Недостатком известного акселерометра (авт.св. N 1004888) является ограниченная его функциональная возможность и недостаточное быстродействие, что обусловлено способностью акселерометра работать только в режиме датчика угловых ускорений, так как при постоянной частоте вращения полого ротора ЭДС в измерительной обмотке наводиться не будет и, следовательно, невозможно его использовать одновременно как тахогенератор. Также присуще ему недостаточное быстродействие, обусловленное большим моментом инерции полого электропроводного ротора и наличием тангенциальных составляющих токов в роторе.

Цель изобретения — расширение функциональной возможности и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном акселерометре (авт. св. М

100 888), в отличие от прототипа, дополнительно на полом электропроводном роторе выполнены продольные прорези, шаг которых равен полюсному делению, причем ротор на участках между продольными прорезями выполнен из изолированных друг от друга аксиальных пластин, замкнутых на торцах ротора.

Так широко известно применение в науке и технике полого электропроводного ротора с продольными прорезями в устрой ствах а вто мати ки (электрические микромашины). Однако применение в заявляемом изобретении ротора с продольными прорезями, шаг которых равен полюсному делению, и выполнение на участках между продольными прорезями из изолированньи друг от друга аксиальных пластин. замкнутых на торцах ротора, позволяет получить новый эффект, а именно расширение функциональной возможности и повышение быстродействия устройства. При постоянной частоте вращения пульсирующий магнитный поток ротора создает в измерительной обмотке статора ЗДС вращения, пропорциональную скорости вращения вала, что создает возможность использовать

"0 акселерометр, как тахогенератор. Также существенно уменьшается момент инерции полого электропроводного ротора и тангенциальные составляющие токов в роторе, что приводит к повышению быстродействия ус15 тройства. Зто соответствует критерию "существенные отличия", На фиг. 1 изображена принципиальная конструкция акселерометра; на фиг. 2— электрическая схема; на фиг. 3- полый элек20 тропроводный ротор.

Акселерометр содержит статор 1 с полюсами возбуждения в виде постоянных магнитов 2 и полюсами 3 с измерительной обмоткой 4 и компенсационной обмоткой 5, размещенными под 90 эл.град. относительно полюсов возбуждения, полый электропроводный ротор 6 и усилитель 7. Полый ротор 6 находится в воздушном зазоре акселерометра, образованном полюсами 2 и 3 статора 1. Вход усилителя 7 подключен к измерительной обмотке 4, а выход — к компенсационной обмотке 5, при этом компенсационная обмотка подключена встречно с измерительной. Выход усилителя 7 является

35 выходом акселерометра, Полый электропроводный ротор 6 выполнен с продольными прорезями 8 в виде окон шириной, соизмеримой с полюсными наконечниками статора 1, шаг которых равен полюсному

40 делению, причем ротор 6 на участках между продольными прорезями 8 выполнен из изолированньи друг от друга аксиальных пластин 9, замкнутых на торцах ротора 6.

Акселерометр. работает следующим 0645 разом, При вращении ротора 6 с некоторым . угловый ускорением в поле постоянных магнитов 2 на входе акселерометра возникает пропорциональное изменение магнитного потока, которое индуктирует в обмотке 4 пропорциональную ЭЦС. Напряжение на обмотке 5„подключенное к выходу усилителя 7, создает посредством тока в обмотке 5 намагничивающую силу, компенсирующую приращение поперечной реакции ротора

Qq, пропорциональное угловому ускореdN нию — . Временный сдвиг между входной и выходной величинами акселерометра, 2003110 обусловленный приращением, в реОФ зультате его компенсации будет близким к нулю, а изменение напряжения на выходе акселерометра практически совпадет по времени с изменением угловой скорости и на его входе.

Особенностью функционирования акселерометра является то, что при вращении ротора в поле постоянных магнитов 2 с некоторой постоянной угловой скоростью в в акселерометре наводится переменный магнитный поток поперечной реакции ротора

Фч, которое, сцепляясь с измерительной обмоткой 4, индуктирует ЭДС, пропорциональную угловой скорости вращения ротора

6, т.е. работает как тахогенератор. Выполнение ротора 6 из пакета изолированных аксиФормула изобретения

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий статор с полюсами возбуждения из постоянных магнитов и полюсами с измерительной и компенсационной оамотками, полый электропроводный ротор и усилитель, причем компенсационная обмотка расположена соосно и подключена встречно измерительной обмотке, которая подключена к входу усилителя, выход которого подклюальных пластин 9, замкнутых в торцевой части, значительно ослабляет тангенциальные составляющие токов в проводящем участке ротора 6, тем самым повышая его быстродействие.

Таким образом, предл; кенная конструкция, по сравнению с прототипом, позволяет расширить функциональные возможности и повысить быстродействие

10 акселерометра, Кроме того, существенно улучшаются динамические характеристики акселерометра. (56) Авторское свидетельство СССР

М 283710, кл. G 01 Р 15/08, 1969, Авторское свидетельство СССР

N. 1004888, кл. G 01 Р 15/08, 1981.

20, чен к компенсационной обмотке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, полый электропро25 водный ротор выполнен с продольными прорезями; шаг крторых равен полюсному делению, причем ротор на участках между продольными прорезями выполнен из изолированных одна от другой аксиальных

„"-0 пластин, замкнутых нв торцах ротора, 2003110

Составитель И.Хайруллин

Техред M.Моргентал Корректор H. Ревская

Редактор H.Сильнягина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Заказ 3232

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101