Датчик линейных пераметров движения основания

р,) 532 О 52 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиколнительное к авт. свид-ву аявлено 03.03,75(21) 2110106/1 1) М. Кл.з С 01 Р единением заявкис п Госуда Совета венный комитет нистров СССР изобретений 23) П те 53) Опубликовано 15,10.76, Бюллетень М 581.2.083,5, :531.767 (088,8 дел и о тии бликования описания 14.12.76 72) Авторы изобретения) Заявител 4) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ометра редных я рамИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве чувствительного элемента при построении приборов и систем для измерения линейных параметров движения основания.Известны нуль-индикаторы скорости, позиционные акселерометры осевого и маятникового типов, интегрирующие акселерометры, измерители с интегрированием линейных ускорений, построенные на тяжелых гироскопах (1), которые служат для измерения линейных параметров движения основания.Известен также интегрирующий акселерометр, в котором инерционная масса маятника выполнена в виде двух одинаковых параллелепипедов, совмещенных одной гранью, расположенной в плоскости, перпендикулярной плоскости рамки и проходящей через ось ее вращения, и сдвинутых друг относительно друга вдоль оси вращения рамки.Чувствительность указанного акселер в основном определяется величиной в моментов, приложенных по оси вращени ки, что является его недостатком.Для повышения чувствительности предлагаемого датчика гирокамера выполнена в виде двух роторов, вращающихся в разных направлениях, и двух тахогенераторов, выходы которых объединены на сумматоре, а датчик управляющего сигнала соединен с регулятором скорости вращения одного из роторов гирокамеры.На фиг. 1, а изображена принципиальная кинематическая схема описываемого датчика; на 5 фиг. 1, б - его электрокинематическая схема;на фиг. 2 - характеристика датчиков съема и преобразования выходного сигнала.Датчик линейны.; параметров движения основания содержит внешнюю рамку 1, которая 10 при помощи приводного электродвигателя 2вращается вокруг оси у с постоянной относительно корпуса 3 угловой скоростью й.Во внешнеи рамке датчика при помощи торсионной системы 4 подвешен гироузел, содер жащий гирокамеру 5, ротор 6 и ротор 7. Полярные моменты инерции роторов 7 и 6 равны между собой, и в силу реактивной связи они вращаются в разные стороны с одинаковыми угловыми скоростями.Гироузел поворачивается вокруг оси х сугловой скоростью р. Цент масс гироузла о, смещен относительно оси у по оси г на величину 1. На выходных валах роторов 7 и 6 размещены микротахогенераторы 8 и 9, подключенные к сумматору 10. Сигнал с сумматора С; пропорционален ускорению у, действующему вдоль измерительной оси прибора, Датчик работает следующим образом. В исходном состо- ЗО янии электродвигатель 2 вращает всю гиросистему вокруг осн у с постоянной угловой скоро стью й=сопз 1. Под действием возникающих прн этом центробежных спл Г= ага й- (где пг - масса всех элементов, имеющих свободу вращения вокруг оси х) ось собственного вращения роторов занимает по отношению к оси у перпендикулярное положение. Суммарный кинетический момент относительно оси г в данном случае равен нулю. Выходные сигналы с тахогенераторов 8 и 9 одинаковы по величине и противоположны по знаку. Сигнал на выходе сумматора равен нулю,Пусть теперь прибор перемещается вдоль осп у с ускорением у.Возникающая при этом инерционная сила г=тг=ту создает относительно оси х подвеса гироузла моментМ= Р 1=т 1 у,Деиствию момента М препятствует действие момента центробежных силЯм = г".гз 1 п Э = т 1 фй", (при малых Я, а также момента торсиона М,=ЙД, где Й - коэффициент жесткости торсиона. При отклонении гироузла от ортогонального положения на угол Р с датчика сигнала 11 снимается управляющий сигнал У, который подается на датчик момента 12. Датчик момента притормаживает ротор б и последний начинает вращаться с угловой скоростью ( - ар,+). Ротор 7 соответственно начинает вращаться с угловой скоростью (гв,+,). Если две эти скорости сложить с учетом их знаков (о,+Лр) + +( - вр+Ь(р) =2 Лр, то результирующая угловая скорость 2 Ь=к, где к - коэффициент пропорциональности, будет способствовать возникновению относительно оси г кинетического момента О=С 2 Лср, что вызывает появление относительно оси х гироскопическогомоментаЛ 4 г = Нй = 2 С,РЬр,5 который совместно с М компенсирует действие моментов М, и Мцв В установившемся режиме 2 Ь = у. Ьп 1 й+ таей С ЯК 10После суммирования выходных сигналов тахо- генераторов 8 и 9 на сумматоре 10 получим2 КК т 1гдгдК у фу 15т. е. выходной сигнал будет пропорционален ускорению. При принятии за выходную величину угла поворота выходной оси роторов 7 и 6 получим сигнал, пропорциональный скорости 20 движения.Формула изобретенияДатчик линейных параметров движения основания, содержащий внешнюю рамку с гиро 25 камерой, электродвигатель, инерционную массу, датчик управляющего сигнала и датчиквыходного сигнала, о тл и ч аю щи й ся тем,что, с целью повышения чувствительности, гирокамера выполнена в виде двух роторов, враЗ 0 щающихся в разных направлениях, и двух тахогенераторов, выходы которых объединенына сумматоре, а датчик управляющего сигналасоединен с регулятором скорости вращения одного пз роторов гирокамеры.35Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Е. А. Никитин и др., Проектированиедифференцирующих и интегрирующих гироско 40 пов и акселерометров, М., Машиностроение,1969, стр. 136,Составитель Ю. МручкоТехред В, Рыбакова Редактор С. Хейфиц Корректор Л. Котова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2477/5 Изд.1760 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5