Устройство для балансировки поплавковых гироузлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик пц 983476(22) Заявлено 15, 12. 80 (21) 3218278/25-28 ДМКл.з с присоединением заявки Мо С 01 М 1/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений в открытий(72) Авторы изобретения Московское ордена Ленина, ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени.высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана(71) Заявитель 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ПОПЛАВКОВЫХГИРОУЗЛОВ Изобретение относится к приборостроению, преимущественно к балансировке поплавковых гироскопических приборов.Известно устройство для балансировки поплавковых гироузлов, содержащее основание, балансировочную рамку для установки поплавкового гироузла, измерительный механизм, выполненный в виде чувствительного перемещению пьезокварцевого элемента с двумя электродами, и блок измерения, выполненный из последовательно соединенных усилителя и регистрирующего прибора 1). 15Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая точность измерения, связанная с малой чувствительностью пьезокварцевого элемента, измеряющего статический дис баланс поплавкового гироузла.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.является устройство для балансировки поплавковых гироузлов, содержащее основание, балансировочную рамку для установки поплавкового гироузла, источник опорного напряжения, блок измерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обе стороны рамкй и выполненных каждый в виде четырехполюсного статора с внутренним расположением полюсов, закрепленного на основании так, что два полюса направлены горизонтально, а два других - вертикально, якоря, закрепленного на оси рамки, четырех конденсаторов и четырех обмоток возбуждения., установленных на полюсах статора, соединенных одним выводом непосредственно с источником опорного напряжения, а другим- через конденсатор.Дисбалансы поплавкового гироузла определяют измерением токов в обмотках возбуждения21.Недостатком устройства является то, что сигнал дисбаланса, снимаемый с обмоток возбуждения, характеризует лишь Факт наличия дисбалансов гироузла, однако не позволяет оценить его знакЭто вызывает неоднозначность измерения, усложняет процесс балансировки.11 елью изобретения является упрощение процесса балансировки и облегчение работы оператора.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для балансировки поплавковых гироузлов, содер 983476жащем основание, балансировочную рамку для установки поплавкового гироузла, источник опорного напряжения,блок измерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обестороны рамки и выполненных каждыйв виде четырехполисного статоравнутренним расположением полюсов,закрепленного на основании так, чтодва полюса направлены горизонтально,а два других - вертикально, якоря,закрепленного на оси рамки, четырехконденсаторов и четырех обмоток возбуждения, установленных на полюсахстатора, соединенных одним выводомнепосредственно с источником опорного напряжения, а другим - через конденсатор, блок измерения выполнен ввиде двухлучевого осциллографа идвух каналов, каждый из которых со-держит фазовый детектор, выходы ко-,торых связаны с входами двухлуче)вогоосциллографа, а входы подключены к точкам соединения конденсаторови обмоток возбуждения, установленныхна вертикально расположенных полюсах статора соответствующего электромагнитного подвеса.На фиг. 1 представлена структурная блок-схема устройства, на фиг. 2 различные случаи неуравновешенногосостояния поплавкового гироузла, вотображении на экране осциллографа.Устройство содержит основание 1,балансировочную рамку 2 для установки поплавкового гироузла 3, источник4 опорного переменного напряжения,блок 5 измерения и два электромагнитных подвеса б и 7, установленных пообе стороны рамки 2 и выполненныхкаждый в виде четырехполюсного статора 8 ( 9 ) с внутренним расположениемполюсов 10-13 (14-17), закрепленногона основании 1 так, что два полюса10 и 12 ( 14 и 16) направлены горизонтально, а два других 11 и 13 (15 и17) - вертикально, якоря 18 (19),закрепленного на оси рамки 2, четырех конденсаторов 20-23 (24-27) ичетырех обмоток 28-31 (32-35) возбуждения, установленных на полисах 1013 ( 14-17) статора 8 (9 ), соединенных общим выводом непосредственно с 50источником 4 опорного напряжения, адругим - через конденсаторы 20-23( 24-27),Блок 5 измерения выполнен в виде двухлучевого осциллографа 36 и двух 55 каналов 37 и 38, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 39 (40) усилителей и фазовый детектор 41 (.42), выходы которых связаны с входами двухлучевого осцил-Я лографа 36, а входы блока 39 (40) усилителей подключены к точкам соединения конденсаторов 21 и 23 125 и 27). и обмоток 29 и 31 (33 и 35) возбуждения, установленных на вертикально, 65 расположенных полисах 11 и 13 ( 15 и17) статора 8 ( 9) соответствующего электромагнитного подвеса б или 7.Устройство работает следующим образом.При проведении балансировки гироузел 3 закрепляют в предварительно отбалансированной рамке 2 и опускают в балансировочную ванну с жидкостью ( условно не показана). При несбалансированности гироузла 3 якори 18 и 19 электромагнитных подвесов б и 7, закрепленные на балансировочной рамке 2, смещаются в вертикальном направлении. Это приводит к изменению индуктивностей обмоток 29 и 31 (33 и 34 ), расположенных на вертикальных полюсах 11 и 13 (,15 и 17) и образующих с подключенными к ним конденсаторами 21 и 23 (25 и 27) электрический мост, питае- в .;й от источника 4 опорного напряжения. Как известно, такой мост обладает свойствами Фазовращателя: при изменении индуктивностей будет меняться фаза напряжения в диагонали моста, причем знак фазы зависит от того, какая индуктивность увеличивается, а какая уменьшается, т. е. от направления смещения якоря 18 (19 ) подвеса б ( 7 ) из-за неуравновешенности гироузла 3. Само значение Фазы пропорционально изменении индуктивности, т. е. смещению якоря 18 (19). Напряжения, снимаемые с :;:агоналей мостов подвесов б и 7, ;тветственно, чере. в , блоки 39 и .:.0 нлителейГлдаются нс: в"Од Фаз в де- текторов 41 и 42. Напряжениянх выхода, пропорци"нальные фазе входных напряжении . -.; - е.:овательнс, ссдержащие инфОрмацик О еличине . направлении смещения якоря 18 (19), подаются на соответствующие входы двухлучевого осциллографа 36, Параметры обоих каналов схемы, а также усиление осциллографа 36 пс каждому канал одинаковы.Блоки развертки обоих лучей осциллографа 36 отключаются. При отсутствии сигналов на экране будут наблюдаться две светящиеся точки. С помощью регулировок перемещений лучей по горизонтали и вертикали добиваются совмещения этих точек по вертикали и разводят их по горизонтали (Фиг. 2 а),При подаче на входы осциллографа Зб сигналов с фазовых детекторов 41 и 42 и при наличии неуравновешенности поплавкового гироузла 3 точки на экране осциллографа Зб сместятся по вертикали, причем направление и величина смещения будут зависеть от знака и величины напряжения на выходе каждого фазового детектора 41 и 42.Так, при наличии остаточной пла(вучести ( веса ) и при отсутствии дифферента на экране осциллографа 36будут наблюдаться две равноудаленныхот центральной линии точки в верхней (нижней) половине экрана ( Фиг.2 бя 2 в) соответственно. Это объясняется тем, что напряжения на выходефазовых детекторов 41 и 42 одинаковыпо величине и знаку и пропорциональны величине.и направлению смещенияякорей 18 и 19, вызванному неуравновешенностью гироузла 3.В случае, когда имеет место остаточная плавучесть ( вес )и левый дифферент, происходит смещение якорей18 и 19 вверх (вниз) и разворотбалансировочной рамки 2 вместе сякорями 18 и 19, пропорциональныйдифферентуПоследнее приводит к тому, что ре.зультирующее смещение якорей 18 и19 неодинаково по величине. Вследствие этого напряжения на выходеФазовых детекторов 41 и 42 одинаковы по знаку, но разные по величине.В этом случае на экране осциллографа 36 будут наблюдаться две светящиеся точки в верхней (нижней) половине экрана, удаленные от центральной линии на разные расстояния(фиг. 2 г и 2 д). То же, но с правымдифферентом, показано на Фиг. 2 е и2 ж. Наличие только дифферента буцет отражено на экране, как показано на фиг. 2 и правый дифферент) ифиг. 2 к (,левый дифферент).Имеющаяся на современных осциллографах экранная сетка с делениямиможет быть протарирована в единицахвеса,что дает возможность непосредственно измерять параметры неурав-,новешенности поплавкового гироузла.А анесенные на сетку риски в окрестности т. Ь от центральной горизонталифиг. 2 л) дают возможность опреде.лить находятся ли параметры неуравновешенности в поле допуска, где Ь -полуширина окрустности на экранеосциллографа, соответствующая допустимому отклонению величин параметров неуравновешенности от номинальных,Таким образом, новое построениеблока измерения обеспечивает возможность измерения величины и знака дисбалансов гироузла, а, следователь-. но, позволяет упростить процесс балансировки и облегчить работу оператора.Формула изобретенияУстройство для балансировки поплавковых гироузлов, содержащее осно О вание, балансировочную рамку дляустановки поплавкового гироузла, источник опорного напряжения, блокизмерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обе стороны 15 рамки и выполненных каждый в видечетырехполюсного статора с внутренним расположением полюсов, закрепленного на основании так, что два полиса направлены горизонтально, а 2 О два других вертикально, якоря, закрепленного на оси рамки, четырех конденсаторов и четырех обмоток возбуждения, установленных на полисах статора, соединенных одним выводом непосредственно с источником опорногонапряжения, а другим - через конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, е целью упрощения процесса балансировки и облегчения работы оператора, блок измерения выполнен ввиде двухлучевого осциллографа идвух каналов, каждый из которых содержит Фазовый детектор, выходы которых связаны с входами двухлучевого.осциллографа, а входы подключены кточкам соединения конденсаторов иобмоток возбуждения, установленныхна вертикально расположенных полисах статора соответствующего электромагнитного подвеса.40Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 697818, кл. С 01 М 1/12,С 01 С 9/00,45 1978.2. Гоцеридзе Р.М. Универсальнаяустановка для уравновешивания поплавковых чувствительных элементов вжидкости.-Сб. "Уравновешивание роторов и механизмов". Под ред проФ. Щепетильникова В,Н. М., "Машиностроение"1978,. с. 207-210 (прототип)./47 Тираж ИИПИ Государственног по делам изобретений 5, Москва, Х, Рауш 7комитетаоткрытикая наб.