RU1774270C - Преобразователь линейных ускорений - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к информационно-измерительной технике. Сущность изобретени : преобразователь линейных ускорений содержит подвижный инерци- ально-магнитный элемент - радиально намагниченное кольцо, свободно насаженное на ферромагнитную ось. Внутренн   поверхность кольца, скольз ща  по оси, снабжена фторопластовой цилиндрической прокладкой . Магнитопровод преобразовател  состоит из двух симметричных цилиндрических частей, образующих у места их сочленени  внутренний круговой полюс П-образного профил , который разделен по всей середине диамагнитным зазором, образуемым кольцевой диамагнитной прокладкой-шайбой и охватываемым диамагнитным короткозамкнутым кольцом. На радиально-намагниченное кольцо насажено кольцо с зубчатой внешней поверхностью из магнитом гкого материала, и на внутреннем полюсе магнитопровода выполнены продольные прорези с установленными на них диамагнитными шайбами, причем в нейтральном положении прорези на внутреннем полюсе магнитопровода совпадают и равны по ширине с впадинами кольца с зубчатой внешней поверхностью. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, а более конкретно к средствам индикации и контрол  изменений второй производной скорости летательных объектов по времени и  вл етс  усовершенствованием известного устройства , описанного в пол. реш. №4667890/24-10 от 04.10.89 (СССР).

Известный преобразователь линейных ускорений содержит цилиндрический маг- нитопровод с пр моугольным внутренним полюсом, две обмотки у основани  магнитопровода , соединенных 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 магнитопровода, при этом магнитопровод выполнен составным, содержащим две симметричные магнитом г- кие цилиндрические части, состыкованные друг с другом через диамагнитную прокладку , а весь магнитопровод преобразовател  заключен в диамагнитный корпус-экран, при этом внутренн   ось магнитопровода выполнена составной, содержащей два идентичных цилиндрических стержн  из магнитом гкого материала, жестко св занных друг с другом соединительной диамагнитной вставкой с диаметром равным диаметру стержней, причем внутренн   поверхность отверсти  подвижного магнитного элемента снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопро- вода, и на внутреннем пр моугольном полюсе магнитопровода расположено кольцо , выполненное из диамагнитного материала .

Недостатком исходного преобразовател  линейных ускорений  вл етс  относительно мала  чувствительность и полога  крутизна преобразовательной характеристики , обусловленна  малым значением индуктивной ЭДС при малой скорости изменени  магнитного потока.

Целью дополнительного изобретени   вл етс  повышение чувствительности и крутизны преобразовательной характеристики .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном преобразователе линейных ускорений по пол. реш. N 4667890/24-10 от 04.10.89., в отличии от прототипа, дополнительно на радиально-намагниченное кольцо с зубчатой внешней поверхностью из магнитом гкого материала и на внутреннем полюсе магнитопровода выполнены продольные прорези с установленными на них диамагнитными шайбами, причем в нейтральном положении зубцы магнитом гкого кольца совпадают и равны по ширине с зубцами внутреннего полюса магнитопровода. Так широко известно применение в науке и технике индуктивных преобразователей с рабочим органом в виде зубчатого сердечника из магнитом гкого материала. Однако в за вленном решении применение зубчатого кольца из магнитом гкого материала и выполнение прорезей в полюсе магнитопровода с последующей установкой на них диамагнитных шайб позвол ет получить новый эффект, а именно повышение чувствительности и крутизны преобразовательной характеристики за счет повышени  изменени  магнитного потока в единицу времени в сигнальных обмотках при отклонении подвижного элемента от нейтрального положени , т.е. более остра  реакци  преобразовател  на отклонение из-за более острого изменени  и магнитного сопротивлени  полюса по всей его поверхности (у прототипа изменени  магнитного сопротивлени  полюса наблюдаетс  только на его кра х), что в известных решени х не достигалось . Это соответствует критерию Существенные отличи .

На фиг. 1 представлена конструкци  преобразовател , продольно-диаметральный разрез; на фиг. 2 - конструкци  внутренней оси магнитопровода преобразовател .

Предлагаемый преобразователь линейных ускорений содержит подвижный инерциально-магнитный элемент - радиально- намагниченное кольцо 1, свободно насажено на ферромагнитную ось 2.

Внутренн   поверхность кольца 1, скольз ща  по оси 2, снабжена фторопла0 стовой цилиндрической прокладкой 3. Маг- нитопровод преобразовател  состоит из двух симметричных цилиндрических частей 4, 5, образующих у места их сочленени  внутренний круговой полюс П-образного

5 профил  6, который разделен по всей середине диамагнитным зазором образуемым кольцевой диамагнитной прокладкой-шайбой 7 и охватываемым диамагнитным корот- козамкнутым кольцом 8.

0 Внешние основани  цилиндрических частей 4, 5 магнитопровода закрыты магни- том гкими фланцами 9 и 10, которые св заны между собой ферромагнитной осью 2, охваченной у фланцев двум  идентичными

5 катушками индуктивности 11 и 12, соединенные согласно-последовательно.

Магнитопровод преобразовател  снабжен внешним диамагнитным корпусом 13. Внутренн   ось магнитопровода,охватыва0 ема  подвижным элементом 1, составлена из пары идентичных цилиндрических стержней 14 и 15 (фиг. 2), а также из соединительной вставки 16, котора  жестко и соосно механически св зывает между собой магни5 том гкие стержни 14 и 15 с помощью симметрично расположенных соединительных элементов 17 и 18. Внешний диаметр диамагнитной вставки 16 равен при этом диаметру сочлен емых этой вставкой стержней

0 14 и 15.

На радиально-намагниченное кольцо 1 насажено кольцо 19с зубчатой внешней поверхностью из магнитом гкого материала, и на внутреннем полюсе 6 магнитопровода

5 выполнены продольные прорези с установленными на них диамагнитными шайбами 20, причем в нейтральном положении зубцы 21 магнитом гкого кольца 19 совпадают и равны по ширине с зубцами 22 внутреннего

0 полюса б магнитопровода.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

При перемещении контролируемого объекта с неизменной скоростью, подвиж5 ное магнитное кольцо 1 находитс  в нейтральном положении, магнитный поток распредел етс  поровну по двум симметричным ветв м магнитопровода, в катушках 11,12 отсутствует ЭДС и на выходе электрического сигнала нет.

Если контролируемый объект перемещаетс  с посто нным временным градиентом скорости, то имеетс  фиксированно- смещенное положение подвижного магнитного кольца 1 относительно внутреннего полюса 6 магнитопровода преобразовател  и переменна  составл юща  в магнитных потоках , охватывающих катушки индуктивности 11 и 12 при посто нном ускорении контролируемого объекта отсутствует.

В случа х, когда при перемещении исследуемого объектаг имеют место вариации ускорени , на подвижный инерциальный элемент - радиально намагниченное кольцо 1 воздействует переменное по величине и знаку усили , вызывающее непрерывное смещение магнитного кольца вдоль ферромагнитной оси 2. Происход щее при этом перераспределение, излучаемого подвижным инерциальным элементом, магнитного потока между двум  распеченными диамагнитной кольцевой прокладкой-шайбой 7 ветв ми магнитопровода, приводит к по влению на выходе катушек 11 и 12 измерительной обмотки преобразовател  ЭДС, величина которой  вл етс  в каждый момент времени пропорциональный временному градиенту ускорени  контролируемого объекта. При этом в короткозамкнутом кольце 6 наводитс  ЭДС, пропорциональна  скорости изменени  потока, котора  вызывает по вление тока, магнитное поле которого усиливает изменение магнитного потока, вызванного движением подвижного магнита. При этом особенностью функционировани  данного преобразовател   вл етс  то, что, т.к. рабочий магнитный поток магнитного кольца 1 проходит через зубцы 21 кольца 19 из магнитом гкого материала и через зубцы 22 полюса магнитопровода (концентратор магнитного потока), то при попеременном отклонении подвижного элемента 1 относительно полюса 6 будет изменение магнитного сопротивлени  полюса 6 рабочему магнитному потоку по всей его поверхности (2), откуда взаимна  дифференциаци  и степень перераспределени  магнитных потоков выражены еще более остро , чем у предыдущей модификации индикаторного преобразовател  при равных отклонени х подвижного элемента 1 от своего нейтрального положени .

Таким образом, предложенный преобразователь линейных ускорений, по сравнению с прототипом, позвол ет повысить чувствительность и крутизну преобразовательной характеристики. Кроме того, существенно повышаетс  надежность преобразовател , из-за устранени  возможности поломки подвижного элемента из ра- диально-намагниченного магнита.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь линейных ускорений, содержащий цилиндрический полый магнитопровод с пр моугольным внутренним полюсом, выполненный составным, содержащим две симметричные цилиндрические части, выполненные из магнитом гкого материала и состыкованные через диамагнитнуга прокладку, две обмотки у оснований магнитопровода, соединенных внутренней ферромагнитной осью, выполненной составной , содержащей два идентичных цилиндрических стержн  из магнитом гкого

   материала, соосно и жестко св занных друг с другом диамагнитной вставкой с диаметром , равным диаметру стержней, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита, внутренн   поверхность которого снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопровода, при этом высота радиально намагниченного кольца равна

   высоте внутреннего кругового полюса, на котором расположено кольцо, выполненное из диамагнитного материала, а весь магни- топровод преобразовател  заключен в диамагнитный корпус-экран, отличающийс   тем, что, с целью повышени  чувствительности и крутизны характеристики, в него введены диамагнитные шайбы и кольцо с зубчатой внешней поверхностью из магнитом гкого материала, насаженное на радиально намагниченное кольцо, а на внутреннем полюсе магнитопровода выпол неиы продольные прорези с установленными в них диамагнитными шайбами, причем прорези на внутреннем полюсе магнитопровода совпадают и равны по ширине с впадинами кольца с зубчатой внешней поверхностью .