Струнный датчик угловой скорости

фДТ 1,".ОПИ " НИЗОБРЕТЕНИЯ р 1 493732 Союз Советских Овцивлиотичесиих Рвслублих(51) М. Кл. б 01 р 3/48 Государственный комитеСовета Министров СССРло делам изобретенийи открытий 53) УДК 621 3.083(71) Заявитель 54) СТРУННЫЙ ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ а вторая - нойсистемы,На чертеже показан струнный датчик угловых скоростей.5 Датчик состоит из двух параллельных струн1 и 2, корпуса 3, двух ортогональных магнитных систем 4 и 5. В поле магнитной системы4 находится струна 2, а в поле магнитной системы 5 расположена струна 1. Одна пара10 концов струн (нижние) электрически изолированы друг от друга с помощью втулок 6 ижестко связана с корпусом датчика 3. Втораяпара концов струн (верхние) электрическисвязана между собой и изолирована от кор 15 пуса 3 с помощью прокладки 7 и втулок 8.Эти концы струны закреплены в планке 9,имеющей упругую перемычку 10, Выводы отконцов струн выведены на разъем 11, расположенный на одной из крышек датчика 12,20 припаянных к корпусу. Для закрепления датчика на объекте служит фланец 13.При сборке датчика струны закрепляются стаким натяжением, которое обеспечивало быим равные собственные частоты,25 Одна из струн, например струна 1, возбуждается на второй гармонике, причем плоскостьколебания этой струны перпендикулярна квектору магнитного потока, через которыйструна проходит. Из-за равенства собствен 30 ных частот и наличия упругой перемычки 10 Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых скоростей движущихся объектов.В известных струнных датчиках угловых скоростей, содержащих две ортогональные магнитные системы и одну струну, для электрического разделения полезного сигнала и сигнала возбуждения струна колеблется на второй гармонике, а в точке узла струны жестко закреплен токоподвод,Однако в таких датчиках для обеспечения в узловой точке надежного электрического контакта необходим жесткий механический контакт струны с токоподводом, что приводит к уменьшению добротности струны и к понижению чувствительности, Малейшее отклонение крепления токосъема от узловой точки уменьшает добротность и искажает вторую гармонику, что приводит к появлению дополнительных погрешностей.Для увеличения чувствительности и точности измерения датчик выполняют в виде двух параллельных струн, одна пара концов которых электрически изолирована друг от друга и жестко соединена с корпусом, а другая пара концов электрически связана между собой и соединена с корпусом датчика через упругий элемент, причем основная струна находится в поле только одной магнитной системы,только в поле другой магнитЕ - э. д. с. наводимая в струне; Е - часть длины струны, расположенная в магнитном поле; где изменение магнитного потока,пронизывающего струну, в ед.времени. аФИзменение потока -- вИ свою очередь равно проекции линейной скорости движения струны на направление, перпендикулярное к магнитным силовым линиям, а эта проекция равна магнитного между общей заделкой одних концов струн и корпусом датчика колебания струны 1 передаются благодаря так называемому явлению захвата струпе 2. Плоскость колебаний струны 2 параллельна плоскости колебаний струны 1, а так как магнитное поле, через которое проходит струна 2, ортогонально магнитному полю, через которое проходит струна 1, то струна 2 при своих колебаниях движется вдоль магнитных силовых линий магнитного поля системы 4, не пересекая их, так что э. д, с. в струне 2 в этом случае не возникает,При наличии угловой скорости й, вектор которой находится в плоскости, проходящей через продольные оси струн, возникает кориолысова сила. Вектор кориолисовой силы ортогонален вектору угловой скорости И и вектору линейной скорости о участка струны, находящегося в магнитном поле. Из-за наличия кориолисовой силы струны начинают колебаться по эллипсу, причем эксцентриситет эллипса растет с увеличением угловой скорости Й. При колебательном движении по эллипсу струна 2 начинает пересекать магнитные силовые линии магнитной системы 4 и в струне 2 наводится э. д. с., пропорциональная длине участка струны, расположенного в магнитном поле, и изменению потока, т, е,Е= - , ф= од = асй,Н где а, - кориолисово ускорение, вектор кото рого направлен также перпендикулярно кмагнитным силовым линиям и перпендикулярно к продольной оси струны.Л так как а,=2 о Р,10 Ао соз Ы - проекция линейной скорости струны на направление вдоль магнитных силовых линий;Й - угловая скорость;А - амплитуда колебанияструны в направлениивдоль магнитных силовых линий;о - круговая частота колебания струны,где о = 20 Е =-. 2 АЫ з 1 п а 1 -- (2 А 1 з 1 п ю 1) й. Таким образом, э.д.с., наводимая в струне2, пропорциональна угловой скорости. Пр едм ет изобретенияСтрунный датчик угловой скорости, содерЗ 0 жащий основную струну, корпус и две ортогональные магнитные системы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерения, введены упругий элемент и дополнительная струна, З 5 расположенная параллельно основной струнетак, что одна пара концов струн электрически изолирована друг от друга и жестко связана с корпусом датчика, а вторая пара концов электрически соединена друг с другом и свя зана с корпусом через упругий элемент, приэтом основная струна расположена в поле первой магнитной системы, а дополнительная струна - в поле второй магнитной системы.493732 7 Состалитель Е. Швецов Техред Е. Митрофанова орректор В. Брыксина Тираж 902овета Министроткрытийая наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунов ктор Н, Батур аказ 442/15ЦНИ Изд.2019 Государственного комитета по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушс