Устройство для измерения угловой скорости

 

Изобретение предназначено для определения угловой скорости различных подвижных объектов. Устройство содержит корпус со сферической полостью, полостью заполненной жидкостью. В корпусе располагаются два пьезопреобразователя и три отражателя. Пьезопреобразователи с помощью коммутатора поочередно подключаются к выходу генератора ультразвуковых колебаний и ко входу фазометра. Применение ультразвуковой системы съема информации позволяет повысить порог чувствительности и, следовательно, улучшить метрологические характеристики. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения угловой скорости различных подвижных объектов.

Известно устройство для измерения угловой скорости объекта, содержащее вращающийся корпус с цилиндрической полостью, заполненной жидкостью. В жидкости размещен сферический поплавок. Съем угловых смещений поплавка относительно корпуса при наличии переносной скорости вращения объекта осуществляют индукционным, емкостным или оптическим методами [1].

Указанное устройство требует принудительных мер по удержанию поплавка в осевом направлении. Кроме того, возможно скольжение поплавка относительно жидкости и жидкости с поплавком относительно корпуса, а также смещение поплавка под действием линейных ускорений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, вращающийся корпус которого имеет сферическую полость, полностью заполненную жидкостью. Для съема угловых смещений вращающейся жидкости относительно корпуса при его угловых перемещениях в плоскости, перпендикулярной оси собственного вращения, применяются дифференциальные датчики давления [2].

Недостатком известного устройства является невысокий порог чувствительности, что ограничивает точность измерений.

Заявляемое техническое решение позволяет улучшить метрологические характеристики.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус со сферической полостью, полностью заполненной жидкостью снабжено тремя отражателями и двумя пьезопреобразователями ультразвука, которые коммутатором попеременно подключают к выходу генератора и ко входу фазометра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1 со сферической полостью, полностью заполненной жидкостью 2. В корпусе расположены отражатели 5, 6 и 7 и два пьезопреобразователя 3 и 4, подключенные к коммутатору 8. Вход коммутатора соединен с генератором 9, а выход - с фазометром 10.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 приводят во вращение вокруг оси Z. Жидкость 2 за счет увлечения корпусом также приводят во вращение. В установившемся режиме жидкость будет вращаться вместе с корпусом как одно целое. С помощью пьезопреобразователя 3 и 4, отражателей 5, 6 и 7 создают два акустических канала с изменяемым направлением распространения ультразвука по замкнутому контуру в виде квадрата. Пьезопреобразователи поочередно выполняют функции излучателя и приемника ультразвуковых волн за счет их периодического подключения к генератору 9 ультразвуковых колебаний с помощью коммутатора 8. При наличии переносных угловых скоростей относительно осей чувствительности угловые перемещения жидкого ротора вызывают изменения скорости распространения звука, что приводит к фазовому сдвигу сигнала, снижаемого с приемника, по отношению к выходному сигналу генератора. Разность фазовых сдвигов электрических сигналов измеряют фазометром 10. Знак разности определяет направление переносного вращения.

За счет коммутации пьезопреобразователей реализуют разностный метод измерений и, тем самым, повышают чувствительность и точность измерений.

Применение ультразвуковой системы съема информации позволяет повысить порог чувствительности и, следовательно, улучшить метрологические характеристики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Малеев П.И. Новые типы гироскопов. -Л.: Судостроение, 1971. - с. 73.

2. Малеев П.И. Новые типы гироскопов. -Л.: Судостроение, 1971. - с. 69 - прототип.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловой скорости, содержащее вращающийся корпус со сферической полостью, полностью заполненной жидкостью, отличающееся тем, что оно снабжено двумя пьезопреобразователями и тремя отражателями, при этом пьезопреобразователи и отражатели расположены в корпусе, а пьезопреобразователи с помощью коммутатора поочередно подключаются к выходу генератора ультразвуковых колебаний и ко входу фазометра.

РИСУНКИ

Рисунок 1