Электрокинетический преобразователь угловых ускорений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1) Дополнительное к авт. сеид 51)М, Кл."Ь 01 Р 15/08 53) УДК 531. 768(23) Приоритет арствеиный комитетСССРизобретенийи открытий Г по делам публиковано 050879 Бюллетень Мо 29 08 та опубликования описан Н.С,Лидоренко, Б.И.Ильин А,С.Комаров и С.С 72) Авторы(71 тел ИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВзХУСКОРЕНИЙ) ЭЛЕКТРОКИ еобр- жндкоспару я з;1 ет пер переся ти во мо жидкости;а; г й поду дан возни Остоя 5515 ль, таким13 ЕМ ЕН 55 5 Е5 и я . Одалач наатчи омвог ., кор щие педой вее тор Изобретение относит к измерительной технике, в частнос к устройствам для измерения угло го ускоренияи угловой скорости, и жет бытьиспользовано в качестве чувствительного элемента инерциальных системнавигации.Известны электрокинетические преобразователи углового ускорения 1,линейного ускорения Е 2 и угловойскорости 31, регистрирующие потенциал протекания полярной жидкостичерез пористое тело. Однако каждый из этих преобразователей позволяетизмерять только один соответствующийпараметр. Известны также устройства,совмещающие различные датчики и позволяющие измерять одновременно -несколько параметров движения, например линейного и углового ускорения 20Е 4 , Наиболее близким по технической сущности является преобразовательугловых ускорений 15). Датчик представляет собой полый тороидальный корпус, заполненный рабочей (полярной) жидкостью. Внутри полости кон. - тура установлены пористые преобразуюрегородки, с обеих сторон кажнепосредственной близости отновых поверхностей расположены 30 перфорированные электроды. Прзующие перегородки и рабочаясоставляют электрокинетическуюПри наличии углового ускоренисчет инерции жидкости возникпад давления дР на пористойгородке, равныйьР к).Ч Чде у - плоТность рабочейВ - внешний радиус торЧ - угловое ускорение.Так как электрокинетнческитенциал пропорционален перепаления, то на электродах будеткать выходной электрический сигнал2 р я-Е= 2где В - диэлектрическая пжидкостирс, - потенциал протекания, лзетпотенциал;вязкость жидкости;у - удельная электропроводностжидкосгиИзвестный преобразоватеобразом, может измерять пеи постоянные углсвые ускорнако в ряде практических звигации необходимо одним дизмерять однанременно угло3 67ние и угловуюскорость. Известныйпреобразователь не позволяет решатьэту задачу,Целью изобретения является рас 1 аи-, рение.функциональйых возможностей заФсчет измерения угловой скорости иобеспечения возможности одновременного измерения углового ускоренияи угловой скорости. Поставленнаяцель достигается тем, что иэвестныйэлектрокинетический преобразовательугловых ускорений снабжен двумя заполненными рабочей жидкостью трубками, одна,из которых установлена вплоскости, перпендикулярной к плоскости тороидального корпуса и сообщается с ним двумя своими концамиперпендикулярно к полости корпуса,-а вторая трубка в виде полукольцаустановлена перпендикулярно к первойтрубке и соединена своими концамис полостью корпуса с противоположныхотносительно плоскости корпуса сторбн; при этом в полости каждой трубки установлена преобразующая перегородка с-измерительными электродами,а в полости тороидального корпусаустановлены равномерно чередующиесяразнополярные электроды.На фиг. 1 схематически .показанэлектрокинетический преобразователына фиг. 2 - эпюры распределенияускорений Кориолиса.Электрокинетический преобразователь содержит тороидальный корпус 1,заполненный жидкостью 2, и две трубки 3 и 4. Трубка 3 установлена вплоскости перпендикулярно к плоскости. тороидального корпуса 1 и сообщается с его полостью двумя своими концами, перпендикулярно к плоскостикорпуса. Трубка 4 в виде полукольцаустановлена перпендикулярно"к плоСкости корпуса, Трубка 4 сообщаетсяс полостью корпуса с противоположныхотносительно плоскости корпуса сторонтак, чтобы линия, п 1 оходящая черезместо соединения трубки 5, былаперпендикулярна к трубке 3, В трубках 4 и 3 установлены соответственно" -пбристые преобразующйе перегородки5 и 7 с электродами б и 8. Корпус1, трубки 3 и 4 заполнены рабочейжидкостью, например ацетоном, составляющим с материалом диэлектрическойперегородки электрокинетическую пару. В,полости корпуса.1 установленыравномерно чередующиеся разнополярные электроды 9, подключенные к соответствующим полюсам источника постоянного напряжения. Ось чувстви-тельности ОЕ преобразователя расположена по оси пересечения плоскостикорпуса 1 с плоскостью трубки 3.При подключении электродов 9 к источнику постоянного напряжения вполости тороидального корпуса 1 возникает циркуляционное движение жидкости 2. При наличии угловой"скорое:ти, направленной пб,оси 02, вектор 842 б 4линейной скорости относительного движения Ч жидкости 2 н корпусе 1 меня- ет свое направление в пространстве.Вследствие этого возникает ускорение Кориолиса, направленное перпендикулярно к плоскости расположения5 векторов измеряемых угловой скорости ю и линейной скорости Ч движения.Так как ускорение Кориолиса определяется выражением 11 к=жЧ 1, то эпюрыраспределения ускорения Кориолиса10 будут соответствовать эпюрам, показанным на фиг.2, и подчиняться косинусу угла, отсчитываемого от осивращения. Максимальное ускорение Ыбудет в месте пересечения трубки 3Кс копусом 1, а минимальное значение - в местах пересечения трубки 4и корпуса 1. В связи с этим в трубке3 возникает перепад давления, вызывающий переток рабочей жидкости черезпористую перегородку 5, А это приведет к возникновению электрокинетического потенциала на электродах б.Перепад давления в трубке 4 будет равен нулю, т.е. перетока жидкости небудет, и вйходной сигнал с электро 25 дов 8 также будет равен нулю,При наличий углового ускоренияотносительно измерительной оси втрубке 4 возникает инерционный перепад давления жидкости и на электро 30 дах появится сигнал, пропорциональный угловому ускорению. Чтобы не было влияния угловой скорости на показания углового ускорения, места соединений трубки 4 с корпусом 1 распо 35 ложены с двух сторон полости корпуса.При этом направления ускорения Кориолиса в трубке 4 будут встречными.Тогда перепад давления от ускоренияКбриолиса будет равным рулю,а следо 40 вательно, и выходной сигнал от угловой скорости в тракте преобразованияуглового ускоРения будет равен нулю.Таким образом, исключается вэаимное влияние измерительных каналов,а это не будет вносить погрешностипри измерении.Использование электрокинетического преобразователя позволит измерятьодним датчиком и угловую скорость,и угловое ускорение, что значительно50 -расширит класс измерительных приборов в инерциальных системах навигации.Формула изобретенияЭлектрокинетический преобразователь угловых ускорений, содержащийзаполненный рабочей жидкостью тороб 0 идальный корпус и пористые преобразующие перегородки с измерительнымиэлектродами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспе- ,:5 чения одновременного измерения угловой скорости и углового ускорения,Составитель А ТехРеД М.келемТираж 1090 осударственного коми ам изобретений и от а, Ж, Раушская н АликберовКоррект едактор Л на В,Синицка 550/35 ЦНИИП по 13035, .Моаказ Подписноеета СССРытийд. 4/5 ППП тент, г.ужгород, ул.Проектная в него введены заполненные той жежидкостью трубки, одна иэ которыхустановлена в плоскости, перпендикулярной к плоскости корпуса и соединяется с ним двумя своими концамиперпендикулярно к плоскости корпуса,вторая трубка в виде полукольца установлена перпендикулярно к первой трубке и соединена своими концами с полостью корпуса с противопложных"от-"носительно плоскости корпуса сторон,при этом в полости каждой трубкиустановлена преобразующая перегородка с измерительными электродами, ав полости тороидального корпуса уста 8426 6новлены равномерно чередующиеся разнополярные электроды. Источники ИНФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 92644901,к 5 кл, 310"2, 1953. 2. Авторское свидетельство СССР 9508741, кл. С 01 Р 15/08, 1974. 3. Авторское свидетельство СССР Р 228359, кл. С 01 Р 15/08, 1967. 0 4. Авторское свидетельство СССР ф 488143, кл. 6 01 Р 15/08, 1973,5. Авторское свидетельство СССР 9381033, кл, С 01 Р 15/08, 1971.