Струйный датчик угловой скорости вращения объекта

 

ИЗОБРЕТЕНИЯ

С©юо Свввтсмих

Социалистимеских республик (ii) 615418

К АВТОРСКОМУ- СВИДВТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено19.05.76 (21) 2360961/18-10

2 (5l) М. Кл, QO1 Р 3/22 с присоединением заявки № (23) Приоритет - . (43) Опубликовано 15.07.78Бюллетень № 26 (45) Дата.опубликования описания05.06,78

Гооударотвеииый коматот

Соеата Мкнкотров СССР оо дояаи кзооратоеа а открытка (53) УДК 551.46. .086 (088.8 ) А. Н. Андреев, A.В. Костров, В. А. Модестов и А. Ф. Смирнов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТРУЙНЫЙ ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области из- мерительной техники, в частности, к струйным датчикам угловой скорости вращения различных объектов, например летательных аппаратов.

Известны струйные устройства для иэмвреиия угловой скорости вращения объекта, содержащие. источник давления питания. пнеВмодроссвли, сопло питания, рас,ходное сопло.R дренажный клапан (Ц ,Недостатками этих устройств являются, о малые точность и чувствительноцтв изме рвний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является струйный датчик скорости вращения объекта, содвр жащий связанный с объектом корпус с изб мерительной газовой камерой, вход кото рой через постоянное пневмосопротивле 2а иие соединен с.источником raaa постояв аого давления, а выход через Г-образиьп1й клапан в корпусе - с проходным соплом, маиометрический измеритель давления в взмвритвльиой камере и рщ. ходаый конус, через державку скрепленный с корпусом датчика f2).

Однако указанный датчик имеет низкую точность измерения угловой скорости вращения объекта, функционирующего в условиях действия на него больших поперечных перегрузок и резкого перепада давления во внешней среде.

Низкая точность измерения угловой скорости вращения объектов с помощью изв".,стного датчика определяется тем, что помимо центробежной силы, возникающей от чистого вращения объекта и приложен ной к заслонке датчика, на последнюю действует также дополнительная инерци- онная сила. Это дополнительная инерционная сила возникает вследствие ускоренного поперечного перемещения объекта, обусловленного действием изменяющихся по определенному закону поперечных перегрузок. Таким образом, общее перемещение эаспонки складывается иэ пере мощения вызываемого центробежной силой и находящегося в однозначном функ» циональн м состоянии с угловой скоростью вращения объекта, и перемещения, обус ловленногр. врзмущающим действием дополнительной инерционной силы. второе перемещение приводит к появлению "пе- рерасхода или недорасхода " газа че реэ расходное отверстие. В результате возникает возмущающее отклонение давпения газа в измерительной камере, ко торое обуславливает наличие погрешнос ти в показании манометрического изме рителя, а следовательно, и погрешности в >О определении действительной скорости вращения объекта, Кроме того, s этом датчике в случае резкого перепада давлении во внешней сре- де, который может иметь место, напри- I5 мер, при спуске объекта в атмосфере с большой скоростью, возникает значительное изменение,"расхода газа через расходное отверстие независимо от того, что скорость вращения объекта сохраняется 2Î постоянной. Это изменение расхода также приводит к погрешности в показаниях дат- чика.

Белью изобретения является повышение точности измерения угловой скорости . > вращения объекта в условиях воздействия на него значительных поперечных перег, рузок и резкого перепада давления во ..внешней cpege, Это достигается тем, что в корпусе предлагаемого д атчика симметрично по отношению к имеющемуся Г-образному кана лу выполнен дополнительный Г-образный канал с расходным соплом и расходным конусом, причем расходные конусы через державки подвешены на пружинных растяжках, одни иэ которых скреплены с корпу сом, а другие — с регулировочными винтами, установленными в уплотнительных кольцах на корпуса стабилизационной ка.49 меры, сообщающейся через дренажный канал с внешней средой.

На чертеже приведена конструктивная схема описываемого струйного датчика состоящего из корпуса 1» в котором Вы полнена измерительная газовая камера 2, . вход 3. которой через постоянное пневмо.соаротивление Ф соединен с каналом 5 с источником газа постоянного давления, 6. go

Выходы 7 измерительной газовой каме ры посредством симметричных Г-образных каналов 8 сообщены с расходными соплами

9, в которые входят, образуя зазор, расходные конусы, 1О, скрепленные с держав-Й ками 11, установленными посредством mep ниров 12 на корпусе 1З стабилизационной камеры 1 4, которая сообщена с внешней средой через дренажный клапан 15..

Державки 1О подвешены на пружинных 60 растяжках 16, одни концы 17 которых скреплены с корпусом датчика, а другие, концы 18 - с регулировочными винтами

19, установленными в уплотненных кольцах

20, расположенных на корпусе стабилиэ зационной камеры. Измерительная камера сообщена с манометром 21.

Струйный датчик угловой скорости ра» ботает следующим образом.

Перед началом работы датчик настра ивают при помощи регулировочных винтов

19 с таким расчетом, чтобы при нулевой скорости вращения объекта был некоторый расход газа иэ измерительной камеры 2 через Г-образные каналы 8 и сопла S в стабилизационную камеру 14. Соответст вующее этому расходу давление газа в измерительной камере принимается за ну»левую точку шкалы манометра 21.

При появлении угловой скорости вращения объекта, а значит, корпуса 1 датчи ка, возникают центробежные силы, кото рые приводят к разнонаправленному радиальному перемещению расходных кону сов 1О. В результате произойдет изменение (увеличение) зазора между конусами 1О и расходными соплами 9, что приведет к изменению цавления B измерительной камере 2. Это изменение будет зафиксировано манометром 21 и, следовательно, будет указано значение скорости вращения объекта.

В случае действия на объект поперечной силы (перегрузок) расходные ко» нусы 1О будут однонаправпенно перемещаться навстречу действующей силе, приводя к увеличению зазора в одной паре расходного сопла 9 и расходного конуса

1О и в той же степени — к уменьшению зазора в противоположной паре расходцо го сопла 9 и расходного корпуса 1О. Таким образом, суммарный расход газа че рез симметричные Г-образные каналы 8 из измерительной камеры 2 останется тем же. Показания манометра 21 йрй этом будут лишены погрешностей, обусловленных действием поперечной перегрузки. Независимо от резкого перепада давления во внешней среде стабилизационная камера 14 и дренажный клапан 15 обес», нечивают расчетное давление на срезе расходных сопл 9.

Формула изобретения

Струйный датчик угловой скорости вращения объекта, содержащий связан ный с объектом корпус с измерительной газовой камерой, вход которой через по роянное пневмосопротивление соединен е источником газа постоянного давления, а выход через Г- Образный канал в корпусе — с расходным соплом, манометрический измеритель давления в измерительной камере и расходный конус, через державку скрепленный с конусом датчи« ка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения угловой скорости вращения объекта в условиях воздействия на него значительных поперечных перегрузок и резкого перепада давления во внешней среде, в корпусе симметрично Г-образному каналу выполнен дополнительный Г-образный канал с расходным соплом и расходным конусом, причем, расходные конусы через державки . подвешены на пружинных растяжках, одни из которых скреплены с корпусом, а дру ° гие - с регулировочными винтами, уста новленными в уплотнительных кольцах на корпусе стабилизационной камеры, сооб щающейся через дренажный клапан с вйеш ней средой.

Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:

1. Залманзон Л. А. Аэрогидродинамиче скне методы измерения входных парам т ров автоматических систем. М., Наука», 1973, с. 272-282.

2. Ибрагимов И. А„ Фарзайе H. 1;

Илясор Л. В. Элементы и системы пневмоавтоматики М., Изд-вь Высшая школа", 1975, с. 279.

Составитепь В. Куприянов

Редактор С. Хейфиц Техред 3, фанта Корректор И. Гоксич

Заказ 39O3/35 Тираж 1112 Под пи сн ое

БНИИПИ Государственного коьятета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытмй

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., я. 4/5

Фипиап ППП Патент, г .Мкгород, уи. Г@аектная, 4