Устройство для измерения угловой скорости

1569713 вии угловой скорости в рабочей жидкости 2 по оси диэлектрического корпуса 1 к считывающим электродам 10. При наличии угловой скорости на кольцо жидкости воздеиствует кориолисово ус"н5 корение, смещающее кольцо ближе к одному из считывающих электродов 1 О, Это почувствует блок 12 измерения проградуированный в единицах угловой 10 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова 5но для преобразования угловой скорости в электрический сигнал,Целью изобретения является повышение ресурса работы устройстна.На чертеже изображено схематично устройство для измерения угловойскорости.Устройство содержит цилиндрический корпус 1 из диэлектрика, заполненный рабочей жидкостью 2 (окисли 25тельно-восстановительный электролит) .В одном из торцов корпуса 1 установлен электромеханический насос, выполненный, например, в виде плунжерной пары: плунжера 3, содержащего Ферромагнитный сердечник, намагниченный по оси,и цилиндрической втулки 4. Снаружи втулку 4 охватываетэлектрокатушка 5, подключенная к генератору 6 пилообразного напряженияи образующая управляющий вход насоса.Выходное сопло 7 электромеханического насоса выполнено цилиндрическими в него встроен электрод - анод 8,подключенный к положительному полюсу40источника 9 питания постоянного тока. Считывающие электроды 10 встроены в противоположный конец корпуса 1.Они выполнены н виде стержней ориенФ 45тированных ортогонально стенке торца,и расположены симметрично относительно оси корпуса 1, Электроды 10 подключены через высокоомные сопротивления (нагрузочные резисторы) 11 к отрицательному полюсу источника 9 питания. К резисторам 11 подключен блок12 измерения, выполненный, например,в виде измерителя временных интервалов, управляемого импульсами электри-.ческого напряжения на входе, На цилиндрической поверхности корпуса 1установлен сетчатый дополнительныйэлектрод - катод 13, подключенный к скорости, При приближении к торцовойСтенке кольцо жидкости тормозитсяи расширяется, достигая при этом дополнительного электрода - катода 1.3.Поскольку н качестве рабочей жидкости 2 используется окислительно-восстановительньп электролит, то ресурсработы устройства увеличивается посравнению с прототипом, 1 ил. отрицательному полюсу источника 14 питания постоянного тока,Устройство работает следующим образом,Поскольку между катодами О и 3 ианодом 8 приложено электрическое напряжение от источников 9 и 14 питания, через электролит протекает электрический ток. На катодах 10 и 13при этом происходит электрохимическая реакция восстановления, а нааноде 8 - реакция окисления причемдля используемой рабочей жидкости 2указанные реакции протекают обратимо, что обеспечивает унеличение ресурса работы .устройства. Лимитирующей стадией протекания тока через рабочую жидкость 2 является диффузиядеполяриэатора от анода 8 в сопленасоса 7 до катодов 1 О и 13, При подаче на катушку 5 насоса пилообразного напряжения от генератора 6 ток,протекающий через катушку 5, создает магнитное поле внутри втулки 4.Под действием магнитного поля плунжер 3, являющийся постоянным магнитом, периодически перемещается междукрайними положениями, Причем в соответствии с прикладываемым пилообразным напряжением движение плунжера 3в направлении выходного сопла 7 быстрее, а в обратном направлении медленнее. В результате происходит быстрое выталкивание плунжером 3 порциижидкости иэ сопла 7 в цилиндрическуючасть корпуса 1. В соответстнии с законами гидродинамики струя жидкостипри выходе из сопла 7 формируется нвиде вихревого кольца, ось которогосовпадает с осью корпуса. Кольцо движется по инерции от сопла 7 к противоположному торцу, на котором расположены считывающие электроды 1 О, Причем вихревое кольцо содержит порциюжидкости из сопла с. избыточным содер15697жанием окисленной формы электролита.Зона повышенной концентрации окисленной формы (деполяризатора) имеет форму вихревой трубки кольца (тора) и пеперемешивается вместе с кольцом,5Когда вихревое кольцо достигает торца корпуса 1, то оно резко тормозится, при этом радиус кольца быстроувеличивается и зона повышенной концентрации деполяризатора проноситсяжидкостью вблизи считывающих электродов 10, В момент прохождения эонывблизи электрода 10 ток через неговозрастает и на нагрузочном резисторе 11 происходит импульсное изменение напряжения, В результате навход блока 12 измерения поступаетуправляющий импульс напряжения. Дляпары противоположных электродов 1 О 20первый импульс запускает счет времениблока 12 измерения, а второй останавливает, причем блок 12 знакочувствителен к последовательности импульсов с пары электродов 1 О, Другая пара электродов 10 работает точно также, а сигналы с резисторов 11 поступают на второй вход блока 12 измерения,Расширяясь, вихревое кольцо переносит остатки деполяризатора к цилиндрической стенке корпуса 1 и дополнительному катоду 13, на котором деполяризатор йосстанавливается. Еслиугловая скорость, вектор которой перпендикулярен оси корпуса, равна нулю, то кольцо движется по оси корпуса и при его торможении у торца импульсы тока на всех четырех электродах 10 возникают одновременно, В ре Озультате блок 12 измерения показывает нулевое значение временногоинтервала между импульсами, соответствующее отсутствию угловой скорости.Если угловая скорость в указанном 45направлении не равна нулю, то вихревое кольцо смещается относительнооси корпуса 1 в направлении действия силы Кориолиса (например, по прямой, соединяющей одну из пар электродов 10), В результате импульс токаодного из электродов 10 опережает им 13 6пульс другого, а блок 12 измерения отмечает соответствующий временной интервал между импульсами, Величина временного интервала соответствует величине угловой скорости, поскольку величина силы Кориолиса пропорциональна величине угловой скорости, При изменении направления угловой скорости последовательность импульсов с пары электродов 10 меняется и блок 12 измерения приписывает противоположный знак измеряемому временному интервалу. После выталкивания порции жидкости плунжер 3 медленно возвращается в исходное крайнее положение под действием магнитного поля катушек 5, Затем выталкивается следуюшяя порция жидкости после затухания течения жидкости в корпусе и восстановления избыточной концентрации деполяризатора.н сопле 7 у анода 8, т.е. процесс измерения угловой скорости периодически возобновляется,Формула и з о б р е т е н и яУстройство для измерения углоной скорости, содержащее цилиндрический корпус из диэлектрика, заполненный рабочей жидкостью, на противоположных торцах ннутренней поверхности которого установлены основной электрод, подключенный к положительному полюсу источника питания, и два считывающих электрода, подключенных через высокоомное сопротивление к отрицательному полюсу источника питания, а также блок измерения подключеигый к считывающим электродам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ресурса работы, в него введены дополнительный электрод, под - ключенный к отрицательному полюсу источника питания и электромагнитный насос, обмотка возбуждения которого подключена к генератору пилообразного напряжения, причем в качестве рабочей жидкости используется окислительно-носстановителиюй электро - лит, считывающие электроды выполнены в виде стержней, а основной ."лектрод установлен в выходном сопле пасоса,