Датчик линейных пераметров движения основания

 

jg jg «ф » 1 (Дав«« «змм« бттблнотемкк НБА

О П И С А Н И Е пп 532Î52

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.75(21) 2110106/10 (51) М. Кл. - 6 01Р 7/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 14.12.76 (53) УДК 581.2.083,5.

:531.767 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Демиденко и А. А. Варенов (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖЕНИЯ ОСНОВАНИЯ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве чувствительного элемента при построении приборов и систем для измерения линейных параметров движения основания.

Известны нуль-индикаторы скорости, позиционные акселерометры осевого и маятникового типов, интегрирующие акселерометры, измерители с интегрированием линейных ускорений, построенные на тяжелых гироскопах (1), которые служат для измерения линейных параметров движения основания.

Известен также интегрирующий акселерометр, в котором инерционная масса маятника выполнена в виде двух одинаковых параллелепипедов, совмещенных одной гранью, расположенной в плоскости, перпендикулярной плоскости рамки и проходящей через ось ее вращения, и сдвинутых друг относительно друга вдоль оси вращения рамки.

Чувствительность указанного акселерометра в основном определяется величиной вредных моментов, приложенных по оси вращения рамки, что является его недостатком.

Для повышения чувствительности предлагаемого датчика гирокамера выполнена в виде двух роторов, вращающихся в разных направлениях, и двух тахогенераторов, выходы которых объединены на сумматоре, а датчик управляющего сигнала соединен с регулятором скорости вращения одного из роторов гирокамеры.

На фиг. 1, а изображена принципиальная кинематическая схема описываемого датчика; на

5 фиг. 1, б — его электрокинематическая схема; на фиг. 2 — характеристика датчиков съема и преобразования выходного сигнала.

Датчик линейны.; параметров движения основания содержит внешнюю рамку 1, которая

Io при помощи приводного электродвигателя 2 вращается вокруг оси у с постоянной относительно корпуса 3 угловой скоростью O.

Во внешнеи рамке датчика при помощи торсионной системы 4 подвешен гироузел, содер15 жащий гирокамеру 5, ротор 6 и ротор 7. Полярные моменты инерции роторов 7 и 6 равны между собой, и в силу реактивной связи они вращаются в разные стороны с одинаковыми угловыми скоростями.

Гироузел поворачивается вокруг оси х с угловой скоростью р. Цент масс гироузла о, смещен относительно оси у по оси z на величину L. На выходных валах роторов 7 и 6 размещены микротахогенераторы 8 и 9, подключенные к сумматору 10. Сигнал с сумматора U„„,„.; пропорционален ускорению у, действующему вдоль измерительной оси прибора. Датчик работает следующим образом. В исходном состоЗО янии электродвигатель 2 вращает всю гиросис532О52 тему |3ol

Пусть теперь прибор перемещается вдоль осп у с ускорением g.

Возникающая при этом инерционная сила

F =òi =ту создает относительно оси х подвеса гироузла момент

М = F l= mlg.

Деиствию момента М препятствует действие момента центробежных сил

= Fl в1п Э = ml P." (при малых Я, а также момента торсиона М,=ггр, где гг — коэффициент жесткости торсиона. При отклонении гироузла от ортогонального положения на угол Р с датчика сигнала 11 снимается управляющий сигнал UI,, который подается на датчик момента 12. Датчик момента притормаживает ротор б и последний начинает вращаться с угловой скоростью (— ар,+ р). Ротор 7 соответственно начинает вращаться с угловой скоростью (гв,„.+,Ь ). Если две эти скорости сложить с учетом их знаков ((oc, +Лир) +

+(— вр„+ лр) =2Eq, то результирующая угловая скорость 2Л =кр, где к — коэффициент пропорциональности, будет способствовать возникновению относительно оси z кинетического момента О=С1.2Лср, что вызывает появление относительно оси х гироскопического момента

Мг = НЯ = 2С,РЛ р, 5 который совместно с М компенсирует действие моментов М, и Мцд

В установившемся режиме

2Л = у.

Aml

li+ ml- а — C,àÊ

После суммирования выходных сигналов тахогенераторов 8 и 9 на сумматоре 10 получим

2КК1 m l гдг C,дК

15 т. е. выходной сигнал будет пропорционален ускорению. При принятии за выходную величину угла поворота выходной оси роторов 7 и

6 получим сигнал, пропорциональный скорости

20 движения.

Формула изобретения

Датчик линейных параметров движения основания, содержащий внешнюю рамку с гирокамерой, электродвигатель, инерционную массу, датчик управляющего сигнала и датчик выходного сигнала, о т л и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения чувствительности, гирокамера выполнена в виде двух роторов, вра50 щающихся в разных направлениях, и двух тахогенераторов, выходы которых объединены на сумматоре, а датчик управляющего сигнала соединен с регулятором скорости вращения одного пз роторов гирокамеры.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Е. А. Никитин и др., «Проектирование дифференцирующих и интегрирующих гироско40 пов и акселерометров», М., «Машиностроение», 1969, стр. 136.

532052

Составитель Ю. Мручко

Техред В. Рыбакова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Л, Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2477/5 Изд. № 1760 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5