Устройство для измерения угловых уско-рений

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙИзобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и предназначено для измерения угловых ускорений,Известно фотоэлектрическое устройство для измерения ускорений, содержащее корпус, источник света, инерционную массу, упруго связанную с корпусом и светочувствительное устройство, вырабатывающее электричес 0 кий сигнал, пропорциональный ускорению 1. Основным недостатком устройства является невозможность повышения чувст 15 вительности и расширения частотного диапазона при измерении малых ускорений.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения угловых ускорений, содержашее чувствительныйэлемент, выполненный в виде инерционного кольца, упруго связанного с контролируемым валом, кольцевые осветители и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхности по-. лупрозрачным слоем, растровые решетки, одна из которых нанесена на основании чувствительного элемента, а другая - на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фото- приемник и осветительный элемент, расположенный между источником излучения и осветителем 21.Однако конструктивное решение этого устройства не позволяет расширить диапазон измеряемых ускорений.Целью ускорения является расширение диапазона измеряемых ускорений.Поставленная цель достигается тем, что.кольцевой, осветитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость которых выбрана не равной жесткости упругих связей чувствительного элемента.3 85На фиг.1,2 приведена конструктив -ная схема предложенного устройствас разрезами.Фотоэлектрическое устройство дляизмерения угловых ускорений выполнено в виде двух отдельных частей, симметрично расположенных по отношениюдруг к другу. Вращающаяся часть устройства при помощи полумуфтыжестко крепится к контролируемому объекту (на чертеже не показан) и включаетв себя чувствительный элемент, выполненный в виде инерционного кольца 2,укрепленного с помощью упругих свя зей 3 к валу 4, С инерционным кольцом 2 соединен конический кольцевойконус 5, на основании которого нанесена круговая растровая решетка 6. Такая же решетка 7 нанесена на основании кольцевого сборника 8, отделенного от кольцевого осветителя 9 полупрозрачным слоем 10 по их контактирующей поверхности. Кольцевые сборник 8и осветитель 9 расположены соосно свалом 4 и жестко соединены с ним посредством упругих связей 11, При этомжесткость упругих связей 11 значи ельно меньше или больше жесткости упругих связей 3 и их соотношение выбирается исходя из требуемой чувствительности и частотного диапазона. Отражающие поверхности 12 и 13 кольцевогоконуса 5, а также О, 14 и 15 кольцевых сборника 8 и осветителя 9 наклонены к оси чувствительности устройства под одним и тем же углом.Рядом с вращающейся частью и симметрично ей расположена неподвижнаячасть устройства, содержащая источник излучения 16, линзы 7 и 8, фотоприемник 19 и светоделительный элемент 20, Источник излучения 16 расположен в фокальной плоскости линзы 17, прикреплен к стакану 21 и спомощью резьбового соединения связан с корпусом 22. С корпусом 22подвижно соединена крышка 23, накоторой закреплен фотоприемник 19,Светоделительный элемент 20 расположен перед входным зрачком линзы 18и наклонен к оси чувствительности устройства под тем же углом, что и отражающие поверхности кольцевых сборника 8 и осветителя 9,Устройство работает следующим образом;Световой поток, излучаемый источником излучения 16, направляется линнаправляется в ниде светового кольцана отражающие поверхности 12 и 3кольцевого конуса 5, а затем на растровую решетку 6, При отсутствии углового ускорения измерительное сопряжение растровых решеток 6 и 7 практически не пропускает светового потока на кольцевой сборник 8 и соответственно на фотоприемник 19. Когда же 510 появляется ускорение, происходит угловой поворот чувствительного элемента и кольцевого осветителя со сбор 15 ником светового потока по отношениюк валу 4 и их взаимное смещение. Вэтом случае световой поток после отражения от поверхностей О и 14 иветоделительного элемента 20 поступает на фотоприемник 19. Величина светового потока, падающего на фотоприемник 19, пропорциональна взаимномуугловому смещению чувствительного элемента и кольцевого осветителя сосборником светового потока, то естьдействующему ускорению,Расширение диапазона измеряемых ускорений происходит благодаря тому,что упругие связи разной жесткостивоспринимают разные значения ускорений. 20 25 30 35 Формула изобретения Устройство для измерения угло 11 ых ускорений, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде инерционногокольца, упруго связанного с контролируемым валом, кольцевые осветитель и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхнос,ти полупрозрачным слоем, растровые решетки, одна иэ которых нанесена на основании чувствительного элемента, а другая - на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фотоприемник и светоделительный элемент, расположенный между источникомизлучения и осветителем, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых ускорений, кольцевой осветитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость которых выбрана не равной жесткости 40 45 55 3550 4зами 17 параллельным пучком па входной зрачок кольцевого осветителя 9 и,отразившись от поверхностей 14 и 15,упругих связей чувствительнос о элемента.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе8535)О Ф1. Патент США В 3789694, кл.73-517,1974.2. Авторское свидетельство СССРУ 606137, кл. 601 Р 15/08, 1976.Составитель Л. Семеновава Техред А. Савка Корректор Л,2. Ужгород, ул. Проектная, 4 ент" Тираж 907Государственного келам изобретений иМосква ЖРауш11 Подписноемитета СССРоткрытийкая наб, д. 4/5