Устройство для измерения угловых уско-рений

 

(72) Автор изобретения (I

I

И. А. Шваб (7! ) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и предназначено для измерения угловых ускорений.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения ускорений, содержащее корпус, источник света, инерционную массу, упруго связанную с корпусом и светочувствительное устройство, вырабатывающее электричесI0 кий сигнал, пропорциональный ускорению L1).

Основным недостатком устройства является невозможность повышения чувст)S вительности и расширения частотного диапазона при измерении малых уско.рений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения угловых ускорений, содержашее чувствительный элемент, выполненный в виде инерционного кольца, упруго связанного с контролируемым валом, кольцевые осветители и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхности по-. лупрозрачным слоем, растровые решетки, одна из которых нанесена на основании чувствительного элемента, а другая — на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фотоприемник и осветительный элемент, расположенный между источником излучения и осветителем j 21.

Однако конструктивное решение этого устройства не позволяет расширить диапазон измеряемых ускорений.

Целью ускорения является расширение диапазона измеряемых ускорений.

Поставленная цель достигается тем, что.кольцевой, осветитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость которых выбрана не равной жесткости упругих связей чувствительного элемента.

3550 4 зами 17 параллельным пучком па входной зрачок кольцевого осветителя 9 и, отразившись от поверхностей 14 и 15, 5

15

35

<0

3 85

На фиг.l,2 приведена конструктив— ная схема предложенного устройства с разрезами.

Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых ускорений выполнено в виде двух отдельных частей, симметрично расположенных по отношению друг к другу. Вращающаяся часть устройства при помощи полумуфты 1 жестко крепится к контролируемому объекту (на чертеже не показан) и включает в себя чувствительный элемент, выпол ненный в виде инерционного кольца 2, укрепленного с помощью упругих свя зей 3 к валу 4. С инерционным кольцом 2 соединен конический кольцевой конус 5, на основании которого нанесена круговая растровая решетка 6. Такая же решетка 7 нанесена на основании кольцевого сборника 8, отделенного от кольцевого осветителя 9 полупрозрачным слоем 10 по их контактирующей поверхности..Кольцевые сборник 8 и осветитель 9 расположены соосно с валом 4 и жестко соединены с ним посредством упругих связей 11. При этом жесткость упругих связей ll значи ельно меньше или больше жесткости упругих связей 3 и их соотношение выбирается исходя из требуемой чувствительности и частотного диапазона. Отражающие поверхности 12 и 13 кольцевого конуса 5, а также !О, !4 и 15 кольцевых сборника 8 и осветителя 9 наклонены к оси чувствительности устройства под одним и тем же углом.

Рядом с вращающейся частью и симметрично ей расположена неподвижная часть устройства, содержащая источник излучения 16, линзы 17 и 18, фотоприемник 19 и светоделительный элемент 20. Источник излучения 16 расположен в фокальной плоскости линзы 17, прикреплен к стакану 21 и с помощью резьбового соединения связан с корпусом 22. С корпусом 22 подвижно соединена крышка 23, на которой закреплен фотоприемник 19.

Светоделительный элемент 20 расположен перед входным зрачком линзы 18 и наклонен к оси чувствительности устройства под тем же углом, что и отражающие поверхности кольцевых сборника 8 и осветителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток, излучаемый источником излучения 16, направляется линнаправляется в ниде светового кольца на отражающие поверхности 12 и 13 кольцевого конуса 5, а затем на растровую решетку 6. При отсутствии углового ускорения измерительное сопряжение растровых решеток 6 и 7 практически не пропускает светового потока на кольцевой сборник 8 и соответственно на фотоприемник 19. Когда же появляется ускорение, происходит угловой поворот чувствительного элемента и кольцевого осветителя со сборником светового потока по отношению к валу 4 и их взаимное смещение. B этом случае световой поток после отражения от поверхностей IO и 14 и .ветоделительного элемента 20 поступает на фотоприемник 19. Величина светового потока, падающего на фотоприемник 19, пропорциональна взаимному угловому смещению чувствительного элемента и кольцевого осветителя со сборником светового потока, то есть действующему ускорению.

Расширение диапазона измеряемых ускорений происходит благодаря тому, что упругие связи разной жесткости воспринимают разные значения ускорений.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловых ускорений, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде инерционного кольца, упруго связанного с контролируемым валом, кольцевые осветитель и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхнос,ти полупрозрачным слоем, растровые решетки, одна иэ которых нанесена на основании чувствительного элемента, а другая — на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фотоприемник и светоделительный элемент, расположенный между источником излучения и осветителем, о т л и ч аю щ е е с я тем, -что, с целью расширения диапазона измеряемых ускорений, кольцевой осветитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость которых выбрана не равной жесткости упругих связей чувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

853550

1. Патент США Ф 37896944, кл.73-517, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 606137, кл. 601 P 15/08, 1976.

853550

Составитель Л. Семенова

Редактор О. Филиппова Техред А. Савка Корректор Jl. Иван

Заказ 5643/20 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж вЂ” 35д Раушская наб.z д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4