Акселерометр

АНИЕ ИЗОБРЕТЕН им.Сергонгиров И.Ф. ционно-техмикКомитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Уфимский авиационный институтОрджоникидзе(73) Государственный уфимский авинический университет(51) 61 Р 15 О ромашинам, а именно к датчикам угловых ускорений (акселерометрам), предназначенным дпя измерения угловых ускорений контролируемых валов в устройствах автоматики и вычислительной техники Сущность изобретения полый электропроводный ротор выполнен с продольными прорезями, шаг которых равен полюсному делению, причем ротор на участках между продольными прорезями выполнен из изолированных друг от друга аксиапьных пластин, замкнутых на торцах ротора 3 ил.Изобретение относится к электрическим микромашинам, а именно к датчикамугловых ускорений акселерометрам), предназначенным для измерения угловых ускорений контролируемых валов в устройствахавтоматики и вычислительной техники, и является усовершенствованием известногоустройства авт. св. М 1004888),Известный акселерометр содержит наружный статор с полюсами возбуждения изпОстОянных магнитов и полюсами с измерительной обмоткой, размещенными под 90эл,град. относительно полюсов возбуждения, внутренний статор и полый электропроводный ротор, вращаемыйконтролируемым валом, также содержитсякомпенсационная обмотка, расположеннаясоосно и подключенная встречно измерительной обмотке, и усилитель, вход которого. подключен,к измерительной обмотке, а выход - к компенсационной,Недостатком известного акселерометра (авт,св, К. 1004888) является ограниченная его функциональная возможность инедостаточное быстродействие, что обусловлено способностью акселерометра работать только в режиме датчика угловыхускорений, так как при постоянной частотевращения полого ротора ЭДС в измерительной обмотке наводиться не будет и, следовательно, невозможно его использоватьодновременно как тахогенератор. Такжеприсуще ему недостаточное быстродействие, обусловленное большим моментоминерции полого электропроводного ротораи наличием тангенциальных составляющихтоков в роторе.Цель изобретения - расширение Функциональной возможности и повышение быстродействия,Поставленная цель достигается тем, чтов известном акселерометре (авт. св. Ь100888), в отличие от прототипа, дополнительно на полом электропроводном роторевыполнены продольные прорези, шаг которых равен полюсному деленио, причем ротор на участках между продольнымипрорезями выполнен из изолированныхдруг от друга аксиальных пластин, замкнутых на торцах ротора.Так широко известно применение в науке и технике полого электропроводного ротора с продольными прорезями вустрой ствах а вто мати ки (электрическиемикромашины), Однако применение в заявляемом изобретении ротора с продольнымипрорезями, шаг которых равен полюсномуделению, и выполнение на участках междупродольными прорезями из изолированныхдруг от друга аксиальных пластин, замкну 5 10 15 20 Ф 25 30 35 40 45 50 55 тых на торцах ротора, позволяет получить новый эффект, а именно расширение функциональной возможности и повышение быстродействия устройства. При постоянной частоте вращения пульсирующий магнитный лоток ротора создает в измерительной обмотке статора ЗДС вращения, пропорциональную скорости вращения вала, что создает возможность использовать акселерометр, как тахогенератор. Также существенно уменьшается момент инерции полого электропроводного ротора и тангенциальные составляющие токов в роторе, что приводит к повышению быстродействия устройства, Зто соответствует критерию "существенные отличия",На фиг. 1 изображена принципиальная конструкция акселерометра; на фиг. 2 - электрическая схема; на фиг. 3- полый электропроводный ротор.Акселерометр содержит статор 1 с полюсами возбуждения в виде постоянных магнитов 2 и полюсами 3 с измерительной обмоткой 4 и компенсационной обмоткой 5, размещенными под 90 эл.град. относительно полюсов возбуждения, полый электропроводный ротор б и усилитель 7. Полый ротор 6 находится в воздушном зазоре акселерометра, Образованном полюсами 2 и 3 статора 1. Вход усилителя 7 подключен к измерительной обмотке 4, а выход - к компенсационной обмотке 5, при этом компенсационная обмотка подключена встречно с измерительной. Выход усилителя 7 является выходом акселерометра, Полый электропроводный ротор 6 выполнен с продольными прорезями 8 в виде окон шириной, соизмеримой с полюсными наконечниками статора 1, шаг которых равен полюсному делению, причем ротор б на участках между продольными прорезями 8 выполнен из изолированных друг от друга аксиальных пластин 9, замкнутых на торцах ротора 6,Акселерометр работает следующим 06- разом,При вращении ротора 6 с некоторым угловыа ускорением в поле постоянных магнитов 2 на входе акселерометра возникает пропорциональное изменение магнитного потока, которое индуктирует в обмотке 4 пропорциональнуо ЭЦС. Напряжение на обмотке 5 подключенное к выходу усилителя 7, создает посредством тока в обмотке Б намагничивающую силу, компенсирующую приращение поперечной реакции ротора Ф, пропорциональное угловому ускоребОнию -. Временный сдвиг между входной и выходной величинами акселерометра,2003110 обусловленный приращением , в редФ зультате его компенсации будет близким к нулю, а изменение напряжения на выходе акселерометра практически совпадет по времени с изменением угловой скорости и на его входе.Особенностью функционирования акселерометра является то, что при вращении ротора в поле постоянных магнитов 2 с некоторой постоянной угловой скоростью со в акселерометре наводится переменный магнитный поток поперечной реакции ротора Фч, которое, сцепляясь с измерительной обмоткой 4, индуктирует ЭДС, пропорциональную угловой скорости вращения ротора 6, т.е. работает как тахогенератор. Выполнение ротора 6 из пакета изолированных аксиФормула изобретения АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий статор с полюсами возбуждения из постоянных магнитов и полюсами с измерительной и компенсационной оамотками, полый элек-. тропроводный ротор и усилитель, причем компенсационная обмотка расположена соосно и подключена встречно измерительной обмотке, которая подключена к входу усилителя, выход которого подклюальных пластин 9, замкнутых в торцевой части, значительно ослабляет тангенциальные составляющие токов в проводящем участке ротора 6, тем самым повышая его 5 быстродействие.Таким образом, предлкенная конструкция, по сравнению с прототипом, позволяет расширить функциональные возможности и повысить быстродействие 10 акселерометра, Кроме того, существенноулучшаются динамические характеристики акселерометра. 56) Авторское свидетельство СССР15 М 283710, кл, 8 01 Р 15/08, 1969,Авторское свидетельство СССРМ 1004888, кл. 6 01 Р 15/08, 1981. 20, чен к компенсационной обмотке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, полый электропро водный ротор выполнен с продольнымипрорезями; шаг крторых равен полюсному делению, причем ротор на участках между продольными прорезями выполнен из изолированных одна от другой аксиальных 30 пластин, замкнутых нв торцах ротора,2003110 у 8 тавитель И.Хайруллинехред М.Моргентал К ректор Н.Ревс актор Н,Сильнягин Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Заказ 3232