Преобразователь линейных ускорений

(5 ИТЕТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕНИ ый институтнгиров и Ф;Р,И ьство СССР11, 1983,ьство СССР11, 1989. ИНЕИНЫХ У К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетеМ 1051436, кл. 6 01 Р 15/2. Авторское свидетеМ 1642404, кл. 0 01 Р 15/ 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛОРЕНИЙ Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а более конкретно - к средствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени.Известен преобразователь линейных ускорений (1), содержащий полый магнитопровод с прямоугольным внутренним пол юсом, две обмотки у основания магнитопровода, соединенные внутренней ферромагнитной осью, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита, высота которого равна высоте внутреннего кругового полюса и который свободно охватывает ферромагнитную ось магнитопровода, при этом магнитопровод выполнен составным, содержащим две симметричные магнитомягкие цилиндрические части, состыкованные друг с другой через кольцевую диамагнитную прокладку, а весь магнитопровод преобразователя заключен в диамагнитный корпус-экран, при этом внутренняя ось магнитопровода выполнена(57) Использование: относится к информационно-измерительной технике, а более конкретно к средствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени, Сущность изобретения: измерительные обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с подвижным элементом, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода. 1 ил,составной, содержащей два идентичных цилиндрических стержня из магнитомягкого материала, жестко связанных друг с другом соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равном диаметру стержней, причем внутренняя поверхность отверстия подвижного элемента снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопро вода.Недостатком известного преобразователя линейных ускорений является низкий, уровень выходного информационноГо сигнала, ввиду отсутс ливия элементов преобразования потоков рассеивания в полезный информационный сигнал.Наиболее близким по технической сущ-, ности является выбранный за прототип преобразователь линейных ускорений (2), содержащий цилиндрический повый мегнитопровод с прямоугольным внутренним полюсом, две обмотки у основания вюгнитопровода, соединенные внутренней фереомагнитной осью. и подвижный элемент, 1774269выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита, высота которого равна высоте внутреннего кругового полюса и который свободно охватывает ферромагнитную ось магнитопровода, при этом магнитопровода выполнен составным, содержащим две симметричные магнитомягкие цилиндрические части, состыкованные друг с другом через кольцевую риамагнитную прокладку, а весь магнитопровод преобразователя заключен в диамагнитный корпус-экран, при этом внутренняя ось магнитопровода выполнена составной, содержащей два идентичных цилиндрических стержня из магнитомягкого материала, жестко связанных друг с другом соединительной диамэгнитной вставкой с диаметром, равным диаметру стержней, причем внутренняя поверхность отверстия подвижного магнита снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопровода, а также дополнительно введено кольцо, выполненное из диамагнитного материала, расположенное на прямоугольном внутреннем полюсе магнитопровода.Недостатком данного технического решения является низкий уровень выходного информационного сигнала, что обусловлено отсутствием элементов преобразования потоков рассеивания (полей рассеивания в свободных окнах магнитопровода, в около- полюсном пространстве. поля выпучивания полюса) в полезный информационный сигнал,Цель изобретения - повышение уровня выходного информационного сигнала,Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе линейных ускорений, содержащем составной цилиндрический полый магнитопровод из симметричных частей, состыкованных друг с другом через кольцевую диамагнитную прокладку; две измерительные обмотки у основания магнитопровода, соединенные внутренней составной ферромагнитной осью, жестко связанные друг с другом соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равным диаметру оси, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита и свободно охватывающего ферромагнитную ось через запрессованную в него фторопластовую втулку, в отличие от прототипа, измерительные обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, и закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с подвижными элементом, при 5 10 чем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода.В науке и технике широко известно применение вышеперечисленных элементов (пружин в устройствах автоматики). Однако именно такое соединение элементов конструкции, т,е, выполнение измерительной обмотки в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, закрепленной жестко у основания магнитопровода, одним концом, а другим концом связанной с подвижным элементом, причем последний расположен сиМметрич но относительно состыкованных частей магнитопровода, позволяет получить новый эффект, а именно - повышение уровня выходного информационного сигнала за счет преобразования потоков рассеивания пре образователя в полезный сигнал, т.е, полярассеивания непосредственно замыкаются через измерительную обмотку и наводятдополнительное к основной ЭДС в процессе работы;25 О Фобт с фР Осгде Фо - основной поток;Ф- потоки рассеивания;30 Это соответствует критерию "Существенные отличия".На фиг, 1 представлен преобразовательлинейных ускорений.Преобразователь линейных ускорений 35 содержит составной цилиндрический полыймагнитопровод из симметричных частей 1, 2, состыкованных друг с другом через кольцевую диамагнитную прокладку 3, две измерительные обмотки 4, 5 у основания 6, 7 40 магнитопровода, соединенные внутренней составной ферромагнитной осью 8, 9, жестко связанные друг с другом соединительной диамагнитной вставкой 10 с диаметром, равным диаметру осей 8, 9, и 45 подвижный элемент 11, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита и свободно охватывающего ферромагнитную ось 8, 9 через запрессованную в него фтороплэстовую втулку 12, Измери тельные обмотки 4. 5 (соединенные согласно-последовательно) выполнены в виде пружины 13, 14, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси 8, 9 и закрепленной жестко у основания 6, 7 55 магнитопровода одним концом, а Другимконцом связанной с подвижным элементом 11, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей 1, 2 магнитопровода. Магнитопровод преоб 1771269раэователя снабжен внешним диамагнитным корпусом (на фиг. 1 не показан), выполняющим функции электростатического экрана.Заявляемый преобразователь работает следующим образом;При перемещении контролируемого объекта с неизменной скоростью, подвижный элемент 11 находится в нейтральном состоянии относительно симметричных частей 1, 2 магнитопровода и в обмотках 4, 5 ЭДС наводиться нй будет,Если контролируемый объект перемещается с постоянным временным градиентом скорости ускорения), то имеет место фиксированное смещение подвижного элемента 11 вдоль ферромагнитной оси 8, 9 благодаря пружинами 13, 14, переменная составляющая магнитного потока отсутствует, и ЭДС в измерительных обмотках 4, 5 наводиться не будет,В случаях, когда перемещение исследуемого объекта сопровождается вибрациями ускорения, на подвижный инерционный элемент 11 воздействует переменное по величине и знаку усилие; вызывающее непрерывное смещение магнитного кольца 11 вдоль ферромагнитной оси 8, 9, Происходящее при этом перераспределение излучаемого подвижным элементом 11 магнитного потока между двумя расчлененными диамагнитной прокладкой 3 ветвями магнитопровода приводит к появлению на выходе согласно-последовательных включенных измерительных обмоток-пружин 13, 14 ЭДС, величина которой является в каждый момент времени пропорциональной временному градиенту ускорения контролируемого объекта, При этом особенностью функционирования данного преобразователя является то, что кроме основного потока, замыкающего через магнитопровод и ось преобразователя, в наведении ЭДС на выходе сигнальных обмоток 4, 5 участвуют также магнитные потоки рассеивания: благодаря замыканию их через измеритель ные обмотки-пружины 13, 14, что создаетдополнительное значение ЭДС, В итоге, результирующее значение выходного информационного сигнала повышается.Таким образом, предложенная конст рукция, по срэвнению с прототипом, позволяет повысить уровень выходного информационного сигнала. Одновременно существенно повысится чувствительность и крутизна преобразовательной характери стики преобразователя,Формула изобретения Преобразователь линейных ускорений,содержащий составной цилиндрический по лый магнитопровод из симметричных частей, состыкованных одна с другой через кольцевую диамагнитную прокладку, две измерительные обмотки, соединенные внутренней составной ферромагнитной 25 осью, жестко связанные одно с другой соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равным диаметру оси, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиального намагниченного магнита и сво бодно охватывающего ферромагнитную осьчерез запрессованную в него фторопластовую втулку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения уровня выходного информационного сигнала, измерительные 35 обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей, распределенной по ферромагнитной оси и закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с 40 .подвижным элементом, причем последнийрасположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода,1774269 5 11 2 Составитель И. ХайруллинТехред М.Моргентал Корректор И, Муска Редактор С, Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, "01 Заказ 3924 Тираж Подписное 6 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5