Датчик линейных ускорений и угла поворота

(72) С.Ю.Гр (53) 531.76 (56) Авторе 11 720362, кАвторско 11 454481, к 3/24-186 НИИ И к измерит расшиел ностинейног ить стр ско но перпенорота вокдикул руг о плоскостиМГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8. Бюл. 11 35шин(54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОУГЛА ПОВОРОТА(57) Изобретение относитс ои технике и позволя функциональные возмо ва путем измерения л ения вдоль трех взаим ярных осей и угла по си, перпендикулярной датчика. В криостате 1, заполненномкриогенной жидкостью, размещен диэлектрический прозрачный тороидальныйбаллон 3, внутренняя полость которого вакуумирована. При протеканииеременного тока по обмотке 5 возбуждения, охватывающей координатный фотоприемник 4, возникающее внутрибаллона магнитное поле наводит токиФуко в немагнитном пустотелом тороиде 6. Воздействие линейных ускоренийвызывает отклонение координат фотоэлементов, засвеченных световым потоком от точечных меток 7, от центральной линии фотоприемника 4. Метки7 из светосостава постоянного дейст"вия нанесены на наружной поверхноститороида 6 по длине окружности большо"го диаметра. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей и угла поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика,На фиг,1 изображен датчик линейных ускорений и угла поворота, разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 - внешняя поверхность электропроводного немагнитного тороида.Датчик линейных ускорений и угла 1 оворота содержит криостат 1, заполенный криогенной жидкостью 2. Внутри криостата 1 расположен диэлектрический прозрачный тороидальный баллон 3, вокруг внешней поверхности кото О рого размещен координатный фотоприемник 4, охваченный обмоткой 5 возбуждения переменного тока. Внутренняя Г 1 олость диэлектрического баллона 3 Ьакуумирована и в ней размещен элект ропроводный немагнитный пустотелый тороид 6, На наружной поверхности йемагнитного тороида б по длине окружности его большого диаметра в четырех взаимно перпендикулярных ЗО метках нанесены точечные метки 7 из Светосостава постоянного действия, 1 редставляющего собой смесь люминофора с радиактивным веществом. КоорДинатный фотоприемник 4 может пред 35 ставлять собой прибор с зарядовой связью и состоять из одной или неСкольких фоточувствительных схем с Зарядной связью.Датчик работает следующим образом,При протекании переменного тока по обмотке 5 возбуждения внутри диэлектрического баллона 3 создается переменное магнитное поле, наводящее токи Фуко в электропроводном немагнитном тороиде 6, Токи Фуко, наведен 45 ные в тороиде 6, направлены таким образом, что в любой момент времени они направлены противоположно току, протекающему по обмотке 5 возбуждения, Согласно закону взаимодействия 50 противоположно направленных токов, на электропроводный немагнитный тороид 6 по длине всей его внешней поверхности со стороны обмотки 5 возбуждения действуют силы отталкива ния. При отсутствии каких-либо ускорений, действующих на датчик эти силы отталкивания устанавливают немагнитный тороид б вдоль длины окружности среднего диаметра тороидального диэлектрического баллона 3, что соответствует центральному положению не- магнитного тороида 6 внутри баллона 3. При этом световой поток от точечных меток 7 засветит фотоэлементы, расположенные вдоль центральной линии координатного фотоприемника 4, соответствующей началу выбранной системы координат. Действие линейного ускорения вдоль любой из трех взаимо перпендикулярных осей приводит к смещению немагнитного тороида б от своего центрального положения в соответствующем направлении. При этом в том месте, где немагнитный тороид 6 оказался ближе к внутренней поверхности диэлектрического баллона 3, силы отталкивания увеличиваются, а тем, где немагнитный тороид 6 будет дальше от внутренней поверхности баллона 6, силы отталкивания уменьшаются, Это приводит к тому, что равнодействующая сил отталкивания уравновесит силу инерции действующего ускорения. Отклонение немагнитного тороида 6 от своего центрального положения приводит к отклонению координат засвеченных фотоэлементов от центральной линии координатного фотоприемника 4. По величине и направлению отклонения координат засвеченных фотоэлементов от центральной линии координатного фотоприемника 4 определяется величина и направление действующего на датчик линейного ускорения.1Отсутствие воздуха внутри диэлектрического баллона 3, отсутствие механической связи диэлектрического баллона 3 с немагнитным тороидом б и действие сил отталкивания только в осевом и радиальном направлениях приводит к тому, что немагнитный тороид б оказывается стабилизированным в инерциальном пространстве относительно поворотов корпуса датчика вокруГ оси, перпендикулярной его плоскости. Тогда при поворотах диэлектрического баллона 3 датчика вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика, немагнитный тороид 6 остается неподвижным в инерциальном пространстве, а координаты засвеченных фотоэлементов смещаются вдоль центральнойлинии координатного фотоприемника 4.Величинаи направление25 Составитель Т.Макаровактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор В,Романенк 8 каз 4762/4 Тира ИИПИ Го по дела 5, Моск исно д.комитета СССР дарственног изобретенийЖ, Раув открытикая наб. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна 314255 смещения засвеченных фотоэлементов вдоль центральной линии координатного фотоприемника 4 соответствует величине и направлению угла поворота датчи 5 ка в инерциальном пространстве.Наличие криостата 1 с криогенной жидкостью 2 обеспечивает отвод тепла от обмотки 5 возбуждения и создает в ней явление сверхпроводимости. Явление сверхпроводимости позволяет практически неограниченно увеличивать ток, протекающий по обмотке 5 возбуждения и увеличивать силы отталкивания, действуюшие на немагнитный тороид б.Таким образом, наличие криостата 1 с криогенной жидкостью 2 позволяет не только обеспечить работоспособность датчика, но и, изменяя величину тока в обмотке 5 возбуждения, изменять жесткость стабилизации не- магнитного тороида 6 внутри баллона З,и, тем самым, изменять диапазон измеряемого ускорения. Формула изобретения Датчик линейных ускорений и угла поворота, содержащий корпус в кото.554ром размещены обмотка возбуждения переменного тока, электропроводящий инерционный элемент и измеритель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей и угла поворота вокруг оси перпендикулярной плоскости датчика, измеритель выполнен в виде фотоприемни.а и меток из светосостава, корпус выполнен в виде криостата, заполненного криогенной жидкостью, внутри которого расположен диэлектрический прозрачный тороидальный баллон, вокруг внешней поверхности которого размещен координатный фотоприемник, охваченный обмоткой возбуждения переменного тока, полость баллона вакуумирована и в ней размещен электропроводящий инерционный элемент, выполненный в виде немагнитного пустотелого тороида, на наружной поверхности которого по длине окружности большого диаметра тороида в четырех взаимно перпендикулярных местах нанесены точечные метки из свето- состава. постоянного действия.