Преобразователь линейных ускорений

(57) Изобретениено - измерительносредствам индикний второй произных объектов вусове ршенствовава по авт. св. Мния является пов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРР 1051436, кл. 6 01 Р 15/11, 1982,ВАТЕЛЬ ЛИНЕИНЫХ УС- относится к информационй технике, в частности к ации и контроля измереводной скорости летательо в емени, и является р нием известного устройст. Целью изобретеышение чувствительностито 2 и крутизны преобразовательной характеристики. На прямоугольный внутренний полюс магнитопровода надето кольцо 8, выполненное из диамагнитного электропроводящего материала и образующее короткозамкнутый виток, Благодаря коротко-, замкнутому кольцу 8 при движении подвижного магнитного кольца 1 относительно этого кольца в витке наводится ЗДС, про- порциональная скорости изменения потока; Индуцированная ЗДС вызывает появление, тока в короткозамкнутом витке, магнитное поле которого усиливает изменение магнитного потока, вызванного движением подвижного магнита, что приводит к увеличению остроты реакции преобразо- Я вателя на отклонение от нейтрального положения его подвижного элемента и отвечающему этому повышению крутизны . преобразовательной характеристики и чувствительности рассматриваемого устройст- Я ва. 2 ил.5 10 15 20 25 40 50 Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности ксредствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени, и являетсяусовершенствованием изобретения по авт.св, М 1051436.Цель изобретения - повышение чувствительности и крутизны преобразовательной характеристики,Преобразователь линейных ускоренийсодержит подвижный инерционно - магнитный элемент - радиально намагниченноекольцо 1, которое свободно насажено наферромагнитную ось 2.Внутренняя поверхность кольца 1,скользящая по оси 2; снабжена фторопластовой цилиндрической прокладкой 3, Магнитопровод преобразователя состоит издвух симметричных цилиндрических частей4 и 5, образующих у места их сочленениявнутренний круговой полюс 6 П - образногопрофиля, который разделен по своей середине диамагнитным зазором, образуемымкольцевой диамагнитной прокладкой - шайбой 7 и охватываемым диамагнитным короткозамкнутым кольцом 8,Внешние основания цилиндрическихчастей 4 и 5 магнитопровода закрыты магнитомягкими фланцами 9 и 10, которые связаны между собой ферромагнитной осью 2,охваченной у фланцев двумя идентичнымикатушками 11 и 12 индуктивности, обмоткикоторых соединены согласно-последовательно.Магнитопровод преобразователя снабжен внешним диамагнитным корпусом 13,выполняющим одновременно функциюэлектростатического экрана, Внутренняяось преобразователя магнитопровода, охватываемая подвижным магнитным элементом 1, составлена из пары идентичныхцилиндрических стержней 14 и 15, выполненных из магнитомягкого материала (фиг.2), а также из соединительной диамагнитной вставки 16; которая жестко и соосномеханически связывает между собой магнитомягкие стержни 14 и 15 с помощью симметрично расположенных соединительныхэлементов 17 и 18. Внешний диаметр диамагнитной вставки 16 равен при этом диа. метру сочленяемых этой вставкой стержней14 и 15.Преобразователь работает следующимобразом.При перемещении контролируемогообъекта с неизменной скоростью, совпадающей по направлению с осью 2 преобразователя, подвижное магнитное кольцо 1находится в нейтральном положении (среднем) симметрично относительно обеих расчлененных прокладкой-шайбой 7 частей внутреннего кругового полюса 6 магнитопровода, Магнитный поток, создаваемый подвижным радиально намагниченным кольцом 1, в таком режиме равномерного перемещения контролируемого объекта распределяется поровну по двум симметричным ветвям магнитопровода преобразователя, которые разделены диамагнитной прокладкой - шайбой 7 и охвачены у основания оси 2 соответственно катушками 11 и 12 индуктивности (фиг, 1), В этом случае в катушках 11 и 12 отсутствует наведенная ЭДС и на выходе электрического сигнала нет,.:.Если контролируемый объект перемещается с постоянным временным градиентом скоростей, то на подвижное магнитное кольцо 1 преобразователя под влиянием силы инерции, противоположной по направлению вектору ускорения исследуемого объекта, действует постоянная по величине сила, определяюшая смещение магнитного кольца 1 относительно расчлененного диамагнитной прокладкой - шайбой 7 внутреннего кругового полюса 6 магнитопровода,закрытого короткозамкнутым кольцом 8,на фиксированное расстояние вдоль направляющей внутренней оси 2, При этом магнитный поток, создаваемый магнитным кольцом 1, распределяется неравномерно между верхней и нижней цилиндрическими частями магнитопровода, содержащими соответственно катушку 12 индуктивности и катушку 11 измерительной обмотки преобразователя. Однако вследствие фиксированно - смещенного положения подвижного магнитного кольца 1 относительно каждой из"расчлененной диамагнитной прокладкой-шайбой 7 частей внутреннего полюса 6 магнитопровода преобразователя переменная составляющая в магнитных потоках, охватывающих катушки 11 и 12 индуктивности при постоянном ускорении контролируемого объекта отсутствует,В случаях, когда при перемещении исследуемого объекта имеют место вариации ускорения, на подвижный инерционный элемент - радиально намагниченное кольцо 1, воздействует переменное по величине и знаку усилие, вызывающее непрерывноесмещение магнитного кольца 1 вдоль ферромагнитной оси 2. Происходящее при этомперераспределение излучаемого подвижным инерционным элементом магнитного потока между двумя расчлененными диамагнитной кольцевой прокладкой - шайбой 7 ветвями магнитопровода приводит к появлению на выходах согласно - последовательно включенных катушек 11 и 12 измерительной1642404 Фиг. 2Составитель Т.МакароваРедактор А, Огар Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец аз 1145 Тираж 352 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5, ул,Гагарина, 10 зводствен но-издател ьский комбинат "Патент", г. У обмотки преобразователя ЭДС, величина которой является в каждый момент времени пропорциональной временному градиенту ускорения контролируемого обьекта. При этом особенностью функционирования преобразователя является то, что благодаря наличию короткозамкнутого кольца 8 при движении подвижного магнитного кольца 1 относительно этого кольца в витке наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения потока; индуцированная ЭДС вызывает появление тока в короткозамкнутом витке, магнитное поле которого усиливает изменение магнитного потока, вызванного движением подвижного магнита, что приводит к увеличению остроты реакции преобразователя на отклонение от нейтрального положения его подвижного элемента и отвечающему этому повышению крутизны преобразовательной характеристики и чувствительности предлагаемого преобразователя. Возможность реализации и совмещения указанных характеристик с повышенной компактностью преобразователя и снижением его веса позволяет резко расширить функционально - оперативные возможности устройства и область его эффективного практического использования в лабораториях и промышленкых устройствах. При одновременном разделении каквнешней цилиндрической части магнитопровода пареобразователя и его кругового внутреннего полюса 6, таку и внутренней 5 ферромагнитной оси 2 магнитопроводадиамагнитными зазорами, образуемыми соответственно прокладкой-шайбой 7 и соединительной цилиндрической диамагнитной вставкой 16, и установке кольца 8 из диамаг нитного проводящего материала, взаимнаядифференциация и степень перераспределения магнитных потоков, разветвляющихся по двумя цилиндрическим ветвям магнитопровода преобразователя, содер жащим элементы 4, 11, 10, 15 и 5, 9, 12, 14,выражены более остро, чем у известного индикаторного преобразователя, при равных отклонениях подвижного элемента 1 от своего нейтрального положения.20Формула изобретения Преобразователь линейных ускоренийпо авт. св, М 1051436, о т л и ч а ю щ и й с я 25 тем, что, с целью повышения чувствительности и крутизны преобразовательной характеристики, в него введено кольцо, выполненное иэ диамагнитного материала, расположенное на прямоугольном внутрен нем полюсе магнитопровода.