Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов

Изобретение относится к приборостроению и представляет собой способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, вызванного термоЭДС на границах материалов магнитного экрана и корпуса. Способ заключается в том, что перед креплением магнитного экрана к корпусу гироскопа на элементы крепления и по крайней мере в местах соприкосновения магнитного экрана и корпуса, на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из парилена толщиной 7…10 мкм. Техническим результатом является изоляция друг от друга корпуса и магнитного экрана, предотвращение возникновения термоЭДС и уменьшение магнитного дрейфа гироскопа. 4 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в конструкциях зеемановских лазерных гироскопов (ЗЛГ) из материалов, на границах которых возникает термоЭДС, являющаяся причиной возникновения в них магнитного (т.е. вызванного магнитным полем) дрейфа нуля.

Известен способ, относящийся к области соединения изделий из стекла или стеклокерамики с изделиями из другого неорганического материала и который может применяться для герметичного соединения изделия из ситалла с металлической, а именно алюминиевой, деталью и более конкретно может использоваться для герметичного соединения ситаллового моноблока кольцевого лазерного гироскопа с алюминиевыми электродами [RU 2238249 C2, C03C 27/00, 20.10.2004], включающий установку детали на стеклокерамическом блоке, подачу электрического напряжения между стеклокерамическим блоком и деталью, причем перед установкой детали на стеклокерамическом блоке сопрягаемую поверхность стеклокерамического блока доводят до класса шероховатости не ниже Rz 0,1 и оптической чистоты не ниже PIII, а сопрягаемую поверхность детали доводят до класса шероховатости Rz 0,4, при этом подачу электрического напряжения между стеклокерамическим блоком и деталью осуществляют в течение 25-35 мин при величине напряжения 950-1050 В постоянного тока при температуре окружающей среды 300-400°C и давлении окружающей среды от 6,0·10-7 до 7,0·10-7 Па.

Недостатком способа является относительно узкая область применения, поскольку, несмотря на то, что известный способ позволяет повысить точность и долговечность ЗЛГ за счет оптимизации состава активной газовой среды ЗЛГ, а также за счет сохранения отражающей способности зеркал ЗЛГ в процессе его эксплуатации, но не позволяет улучшить характеристики ЗЛГ путем уменьшения магнитного дрейфа нуля.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ, относящийся к области соединения изделий, имеющих в своем составе материалы, несогласованные по температурному коэффициенту линейного расширения, например используемые при изготовлении ЗЛГ стеклокерамики с металлической деталью [RU 2484930 C1, B23K 1/20, C03C 27/04, 20.06.2013], включающий установку детали на стеклокерамическом блоке, причем между соединяемыми поверхностями создают валик путем напыления порошка под углом 75-90° по отношению к создаваемому соединению, после этого блок с деталью устанавливают в печь, нагретую до температуры 400-450°C, и выдерживают при этой температуре не менее 1 ч, затем охлаждают до комнатной температуры со скоростью не более 5°C/мин.

Недостатком наиболее близкого технического решения также является относительно узкая область применения, поскольку, несмотря на то, что известный способ позволяет повысить точность и сохраняемость ЗЛГ за счет надежного соединения металлических анодов с ситалловым блоком электродов, предназначенным для работы в ЗЛГ, но не позволяет улучшить характеристики ЗЛГ путем уменьшения магнитного дрейфа нуля.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является уменьшение магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, вызванного термоЭДС, возникающей на границах различных металлов в конструкции ЗЛГ с целью улучшения их характеристик.

Требуемый технический результат заключается в уменьшении магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, вызванного термоЭДС на границах различных металлов в их конструкции с целью улучшения их характеристик гироскопов.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что перед креплением магнитного экрана к корпусу зеемановского лазерного гироскопа на элементы крепления и по крайней мере в местах соприкосновения магнитного экрана к корпусу, на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из полимерного материала парилен толщиной 7…10 мкм.

На чертежах представлены:

на фиг.1 - общий вид конструкции зеемановского лазерного гироскопа с корпусом и магнитным экраном;

на фиг.2 - эквивалентная электрическая схема соединения корпуса и магнитного экрана зеемановского лазерного гироскопа;

на фиг.3 - зависимости магнитного дрейфа от температуры внутри зеемановского лазерного гироскопа;

на фиг.4 - магнитный длрейф зеемановского лазерного гироскопа в период его включения (верхняя кривая - без использования пленки парилен, нижняя - при ее наличии).

На фиг.1 представлены зеемановский лазерный гироскоп 1, установленный в корпус 2 с магнитным экраном 3, где r1 - расстояние от магнитного экрана 3 до зеемановского лазерного гироскопа 1, r2 - расстояние от корпуса 2 до до зеемановского лазерного гироскопа 1.

На фиг.2 обозначены: E1 - термоЭДС перехода 79НМ-Д16, E2 - термоЭДС перехода Д16-79НМ, R1 - сопротивление верхней части корпуса 2, R2 - сопротивление корпуса 2, R3 - сопротивление магнитного экрана 3, включая сопротивление переходов между корпусом 2 и магнитным экраном 3.

Реализуется предложенный способ следующим образом.

Рассмотрим типовую конструкцию (фиг.1) зеемановского лазерного гироскопа 1 с корпусом 2 и магнитным экраном 3. В ней имеются по крайней мере четыре сопряжения разнородных металлов, на границах которых возникает термоЭДС. Эквивалентная электрическая схема корпуса и магнитного экрана зеемановского лазерного гироскопа представлена на фиг.2. Как следует из электрической схемы, ток I протекает по корпусу 2 и экрану 3 в противоположных направлениях. Величина этого тока равна:

Величина E1-E2 - термопарная ЭДС Д16-79НМ определяется формулой:

Здесь α - коэффициент термоЭДС пары «корпус-магнитный экран», ΔT - разность температур основания и верхней части корпуса.

Из-за разности величин расстояния r1 (расстояние от магнитного экрана 3 до зеемановского лазерного гироскопа 1) и r2 (расстояние от корпуса 2 до до зеемановского лазерного гироскопа 1) напряженность магнитного поля внутри зеемановского лазерного гироскопа 1 оказывается не равной нулю

Можно получить оценку величины напряженности этого магнитного поля и соответственно магнитного дрейфа для типовых условий.

Для примера возьмем ЗЛГ типа «К-5» производства ОАО НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха. В нем α≈30 мкВ/°C, ΔT≈7°C, R2+R3≈0.2 Ом, r1≈0,04 м, r2≈0,005 м. Соответственно оценка напряженности этого магнитного поля равна H=3.15*10-4 Э. Магнитная чувствительность данного ЗЛГ к магнитному полю, приложенному вдоль оси канала ≈7000°/чЭ, поэтому оценочное значение магнитного дрейфа получим ≈2,2°/ч. Величина магнитного дрейфа быстро изменяется с самопрогревом прибора, причем это изменение примерно одинаково при различных температурах (фиг.3).

Одним из способов уменьшения магнитного дрейфа является расположение между корпусом 2, например, из сплава алюминия Д16 и магнитным экраном 3, например, из пермаллоя 79НМ, диэлектрических пластин, например, из стеклотекстолита или фторопласта. Однако это не решает проблемы полностью, поскольку экраны крепятся к корпусу металлическими винтами, через которые и осуществляется электрический контакт. Использование же диэлектрических винтов невозможно из-за их малой механической прочности.

Согласно предложенному способу существенное снижение магнитного дрейфа достигается путем нанесения на деталях корпуса непроводящей пленки, препятствующей протеканию тока. Это эквивалентно существенному увеличению в формуле (3) сопротивления переходов R2 и R3.

С целью обеспечения полной изоляции корпуса и экранов нами предлагается покрытие корпуса, элементов крепления (винтов) и экранов тонкой пленкой из полимерного материала типа парилен, толщиной 7…10 мкм. Такая пленка, с одной стороны, обеспечивает электрическую изоляцию корпуса, винтов и экранов, а, с другой стороны, она настолько тонка, что не препятствует заворачиванию винтов. Прочность и твердость этой пленки гарантируют отсутствие ее повреждений при сопряжении деталей, а также при воздействии повышенных и пониженных температур, ударов и вибрации. При этом снижение толщины пенки не дает гарантий ее прочности при возможных дефектах изготовления, а увеличение толщины приводит к затруднениям в использовании элементов крепления (заворачивании винтов).

Для упрощения технологии пленка может быть нанесена по всей внешней поверхности корпуса и на внутренней поверхности магнитного экрана.

Экспериментальное подтверждение существенного уменьшения магнитного дрейфа приведено на фиг.4, где магнитный дрейф зеемановского лазерного гироскопа в период его включения показан на верхней кривой при условии, когда пленка парилен не используется, и на нижней кривой - при ее наличии.

Таким образом, благодаря введенной операции способа, заключающейся в том, что перед креплением магнитного экрана к корпусу зеемановского лазерного гироскопа на элементы их крепления и по крайней мере в местах соприкосновения магнитного экрана к корпусу, на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из полимерного материала парилен толщиной 7…10 мкм. Достигается требуемый технический результат, заключающийся в уменьшении магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, вызванного термоЭДС на границах различных металлов в их конструкции.

Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, заключающийся в том, что перед креплением магнитного экрана к корпусу зеемановского лазерного гироскопа на элементы крепления и, по крайней мере, в местах соприкосновения магнитного экрана к корпусу на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из полимерного материала парилен толщиной 7…10 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изоляционным материалам на синтетической основе, а более точно к материалам, применяемым в электроизоляционной технике, а также в электрических машинах и аппаратах в качестве пазовой изоляции различных прокладок и т.

Изобретение относится к электротехнике , в частн ости к электроизоляционной технике. .

Изобретение относится к гироскопическим приборам для навигации, геодезии, измерения азимута на земной поверхности. Гирокомпас содержит корпус, платформу, датчик угловой скорости в виде гироскопа, закрепленного на платформе, датчик горизонта, приводной двигатель, систему управления гирокомпаса.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения и фиксации вращающейся части механизма в произвольном угловом положении с заданным моментом.

Изобретение относится к области приборостроения - лазерным датчикам угловой скорости, применяемым в навигационных системах, и может быть использовано в волоконно-оптических гироскопах на основе эффекта Саньяка.

Изобретение относится к гироскопическим устройствам. Может быть преимущественно использовано для исследования поверхностных явлений смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах. Самогоризонтируемое устройство включает корпус 1, выполненный из керамики, молибдена или стали, в верхней части которого установлен промежуточный элемент 2, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, закрепленный двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1, самогоризонтируемый столик 4, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, в нижней части которого расположен массивный груз 5, который может быть выполнен съемным и соединяться через соединительный стержень 6; самогоризонтируемый столик 4 закреплен двумя стержнями 7 в промежуточном элементе 2, причем стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу.

Изобретение относится к вибрационным гироскопам. Гироскопическая система производит измерения при помощи вибрационного гироскопа, который вибрирует в первом положении вибрации и передает сигнал измерений.

Изобретение относится к вибрационным датчикам гироскопического типа. Резонатор (3)датчика содержит корпус из материала на основе кремния с по меньшей мере одной резонансной частью (Z), имеющей по меньшей мере один участок, покрытый электропроводящим слоем, и по меньшей мере один участок, не покрытый проводящим слоем.

Изобретение может быть использовано при производстве навигационных приборов. Способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа заключается в том, что измеряют параметры неуравновешенной массы, рассчитывают массу, подлежащую удалению с каждого балансировочного зубца, и удаляют неуравновешенную массу с поверхности балансировочных зубцов путем электрохимического растворения, при этом каждый зубец погружают в отдельную ванну с электролитом и через поверхность каждого зубца пропускают заранее рассчитанный электрический заряд, величину которого регулируют временем пропускания постоянного тока.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной и авиационно-космической техники.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в различных устройствах ориентации подвижных объектов, в частности при производстве надежных малогабаритных гироскопов-акселерометров для приборов подземной навигации - инклинометров.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной, морской, авиационной и космической техники.

Изобретение относится к передаче данных телеизмерений через воздушный зазор. Технический результат заключается в уменьшении потребляемой мощности и сокращении длительности формируемых сигналов. В способе в качестве сигнала возбуждения индуктивно связанных контуров используют короткие импульсы, например, положительной полярности, получаемые в результате дифференцирования исходных кодовых посылок данных. В устройстве на вращающейся части включены повторитель, дифференцирующая цепь, ограничитель, например, отрицательных импульсов, формирователь, первичный контур индуктивно связанных контуров и их вторичный контур на неподвижной части. Вход повторителя является входом устройства, а его выход через дифференцирующую цепь и ограничитель подключен к входу формирователя, выход которого подключен к первичному контуру индуктивно связанных контуров, выход вторичного контура которых является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области управления рабочим орудием, присоединенным к корпусу машины, в частности к оценке ориентации и смещения рабочего орудия бульдозера относительно корпуса машины. Техническим результатом является повышение надежности и точности определения ориентации и смещения отвала бульдозера. Предложен метод для оценки ориентации из множества ориентаций управляемого рабочего орудия, присоединенного к корпусу машины, включающий следующие шаги: получение значения ускорения корпуса машины от акселерометра, установленного на корпусе машины; получение значения ускорения рабочего орудия от акселерометра, установленного на рабочем орудии; расчет оценки первого вектора состояния, соответствующего первому моменту времени из множества моментов времени, причем: оценка первого вектора состояния основана, по меньшей мере, на значении ускорения корпуса машины и значении ускорения рабочего орудия; и оценка первого вектора состояния включает векторное представление первой ориентации рабочего орудия относительно корпуса машины. Предложены также аппаратура для оценки ориентации рабочего оборудования и компьютерный программоноситель для осуществления указанного способа. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх