SU1080088A1

SU1080088A1 - Acceleration meter

Info

Publication number: SU1080088A1
Application number: SU823532778A
Authority: SU
Inventors: Виктор Ефимович Михаленков; Юрий Владимирович Пашкин; Павел Васильевич Яковлев; Юрий Антонович Стеценко
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И.
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-03-15

Abstract

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий св занный с вгшом двигател ротор с цилиндрической полостью, частично заполненной прозрачной жидкостью, чувствительный элемент в виде полого цилиндра, свободно размещенного в полости ротора, фотоэлектрическую систему съема информации, усилитель и катушки электромагнитов компенсаций , отли чающи йен тем, что, с целью расишрени диапазона измер емых ускорений, в устройство введены разветвленна магнитна цепь, состо ща из внешнего магнитопровода в форме полого цилиндра и расположенных соосно на внутренней поверхности его торцов двух кернов, свободные концы которых расположены внутри полости чувствительного элемента и образуют рабочий воздушный зазор, а также ферромагнитный сердечник в виде шайбы, соосно и жестко закрепленный в средней части чувствительного элемента, и кольцевой посто нный магнит , намагниченный радиально и закрепленный одним из полюсов в средней части на внутренней боковой поверхности цилиндрического магнитосл провода над серединой рабочего зазора между кернами, при этом катушки электромагнитов компенсгщии установлены на кернах по обе стороны QT ротора, а ротор жестко закреплен на кернах.ACCELEROMETER, which contains a cylindrical cavity, partially connected with a transparent liquid, connected to the engine's extremity, a sensitive element in the form of a hollow cylinder, freely placed in the rotor cavity, a photoelectric information pickup system, an amplifier and compensation electromagnets, which are different in that the purpose of improving the range of measured accelerations, a branched magnetic circuit is inserted in the device, consisting of an external magnetic circuit in the form of a hollow cylinder and located coaxially on the inside The surfaces of its two cores, the free ends of which are located inside the cavity of the sensitive element and form a working air gap, as well as a ferromagnetic core in the form of a washer, coaxially and rigidly fixed in the middle part of the sensitive element, and an annular permanent magnet magnetized radially and fixed by one from the poles in the middle part on the inner side surface of the cylindrical magnetosly wire over the middle of the working gap between the cores, while the coils of electromagnets are compensated They are mounted on cores on both sides of the QT rotor, and the rotor is rigidly fixed on the cores.

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в инерциальных навигационных системах в качестве измерителя кажущегося ускорения.The invention relates to instrumentation and can be used in inertial navigation systems as a measure of apparent acceleration.

Известны акселерометры с гидродинамическим подвесом подвижной части, содержащие вращающийся, частично заполненный жидкостью сосуд и твердое тело с осевым сквозным каналом [1] и [2].Known accelerometers with hydrodynamic suspension of the moving part, containing a rotating, partially filled with liquid vessel and a solid with an axial through channel [1] and [2].

Недостаток известных акселерометров заключается в узком диапазоне измеряемых ускорений.A disadvantage of the known accelerometers lies in the narrow range of measured accelerations.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является акселерометр, содержащий связанный с валом двигателя ротор с цилиндрической полостью, частично заполненной прозрачной жидкостью, чувствительный элемент в виде полого цилиндра, свободно размещенного в полости ротора, фотоэлектрическую систему съема информации, усилитель и катушки электромагнитов компенсации [З].The closest in technical essence to the invention is an accelerometer containing a rotor connected to the motor shaft with a cylindrical cavity partially filled with a transparent liquid, a sensing element in the form of a hollow cylinder freely placed in the rotor cavity, a photoelectric information retrieval system, an amplifier and compensation electromagnet coils [3 ].

Недостаток данного устройства состоит в узком диапазоне измеряемых ускорений.The disadvantage of this device is the narrow range of measured accelerations.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых ускорений.The purpose of the invention is the expansion of the range of measured accelerations.

Указанная цель достигается тем, что в акселерометр, содержащий связанный с валом двигателя ротор с цилиндрической полостью, частично заполненной прозрачной жидкостью, чувствительный элемент в виде полого цилиндра, свободно размещенного в полости ротора, фотоэлектрическую систему съема информации, усилитель и катушки электромагнитов компенсации, введены разветвленная магнитная цепь, состоящая извнешнего 40 магнитопровода в форме полого цилиндра и расположенных соосно на внутренней поверхности торцов двух кернов, свободные концы которых расположены внутри полости чувствитель- 45 ного элемента и образующих рабочий воздушный зазор, а также ферромагнитный сердечник в виде шайбы, соосно и жестко закрепленной в средней части чувствительного элемента, и кольцевой постоянный магнит, намагниченный радиально и закрепленный одним из полюсов в средней части на внутренней боковой поверхности цилиндрического магнитопровода над середи- _ ной рабочего зазора между кернами, при этом катушки электромагнитов компенсации установлены на кернах по обе стороны от ротора, а ротор жестко закреплен на кернах.This goal is achieved by the fact that in the accelerometer containing a rotor connected to the engine shaft with a cylindrical cavity partially filled with a transparent liquid, a sensing element in the form of a hollow cylinder freely placed in the rotor cavity, a photoelectric information acquisition system, an amplifier and compensation electromagnet coils, a branched magnetic circuit consisting of an external 40 magnetic core in the form of a hollow cylinder and coaxially located on the inner surface of the ends of two cores, the free ends of which They are located inside the cavity of the sensitive element 45 and forming a working air gap, as well as a ferromagnetic core in the form of a washer, coaxially and rigidly fixed in the middle part of the sensitive element, and an annular permanent magnet magnetized radially and fixed by one of the poles in the middle part on the inside the lateral surface of the cylindrical magnetic circuit above the middle of the working gap between the cores, while the coils of compensation electromagnets are installed on the cores on both sides of the rotor, and the rotor is rigidly akreplen on cores.

На чертеже представлена конструк- 60 ция предлагаемого акселерометра.The drawing shows the construction of the proposed accelerometer.

Устройство состоит из магнитопровода 1 с кернами 2, постоянногоThe device consists of a magnetic circuit 1 with cores 2, constant

ВНИИПИ Заказ 1329/46 Филиал ППП Патент, г.VNIIIPI Order 1329/46 Branch of PPP Patent, g.

магнита 3 и полого цилиндрического ротора из прозрачного материала 4. Ротор и постоянный магнит жестко соединены с магнитопроводом, кото рый установлен в подшипниковых уз5 лах 5 и может приводиться во вращение с угловой скоростью ώ двигателем 6.magnet 3 and a hollow cylindrical rotor made of transparent material 4. The rotor and the permanent magnet are rigidly connected to the magnetic circuit, which is installed in the bearing units 5 and can be rotated at an angular speed ώ by the motor 6.

Внутри ротора 4 находится чувствительный элемент 7 с сердечником 10 из магнитомягкого материала 8, имеющим сквозное отверстие 9 и, частично заполняющая его, прозрачная жидкость 10.Inside the rotor 4 there is a sensing element 7 with a core 10 of soft magnetic material 8 having a through hole 9 and, partially filling it, a transparent liquid 10.

В состав устройства также входят к фотоэлектрическая система съема информации о перемещении чувствительного элемента, состоящая из источников 11 и приемников 12 светового излучения, включенных по дифференциальной схеме, усилителя 13.The structure of the device also includes a photoelectric system for acquiring information on the movement of the sensitive element, consisting of sources 11 and receivers 12 of light radiation included in the differential circuit of the amplifier 13.

в качестве датчика силы используются катушки электромагнитов компенсации 14.coils of compensation electromagnets 14 are used as a force sensor.

Устройство работает следующим обю разом.The device works as follows.

при включении двигателя 6 магнитопровод 1 и связанные с ним постоянный магнит 3 и ротор 4 приводятся_ во вращение с угловой скоростью и». Частично заполняющая ротор 4 жид30 |кость 10 за счет сил вязкого трения вовлекается вместе с чувствительным элементом 7 и связанным с ним сердечником 8 во вращательное движение. Че^еэ некоторое время (1-2 с) проис35 ходит радиальное центрирование чувствительного элемента 7, он освобождается от сил сухого трения и приобу-ретает возможность свободно перемещаться вдоль измерительной оси X. Действующее по оси X ускорение стремится сместить чувствительный элемент 7 в сторону, противоположную направлению действия ускорения. Система съема информации преобразует величину перемещения в электрический сигнал, поступающий на вход усилителя 13, который создает на выходе ток, протекающий через катушки электромагнитов компенсации 14, что в свою очередь вызывает появление в рабочем зазоре такого магнитного потока, который действует на сердечник 7 с силой равной и противоположной инерционной силе, воздействующей на чувствительный элемент. Выходной ток усилителя будет характеризовать ускорение, действующее вдоль оси чувствительности акселерометра.when the motor 6 is turned on, the magnetic circuit 1 and the permanent magnet 3 and rotor 4 connected with it are driven_ into rotation with an angular velocity and ". Due to the forces of viscous friction, partially filling the rotor 4 with the fluid 10, it is involved in the rotational motion together with the sensing element 7 and the core 8 connected with it. After some time (1-2 s), the radial centering of the sensitive element 7 occurs, it is freed from the forces of dry friction and acquires the ability to move freely along the measuring axis X. The acceleration acting along the X axis tends to shift the sensitive element 7 to the side, opposite to the direction of acceleration. The information retrieval system converts the amount of displacement into an electrical signal supplied to the input of an amplifier 13, which generates a current flowing through the coils of compensation electromagnets 14, which in turn causes a magnetic flux in the working gap that acts on the core 7 with a force equal to and the opposite inertial force acting on the sensing element. The output current of the amplifier will characterize the acceleration acting along the sensitivity axis of the accelerometer.

Таким образом, предложенный акселерометр может быть с большей эффек' тивностью и меньшими потерями исполь эован для измерения кажущихся ускорений в более широком диапазоне. Тираж 823 ПодписноеThus, the proposed accelerometer can be used with greater efficiency and lower losses to measure apparent accelerations over a wider range. Circulation 823 Subscription

Ужгород, ул.Проектная, 4Uzhhorod, ul.Proektnaya, 4

Claims

ACCELEROMETER, comprising a rotor connected to the motor shaft with a cylindrical cavity partially filled with a transparent liquid, a sensing element in the form of a hollow cylinder freely placed in the rotor cavity, a photoelectric information acquisition system, an amplifier and coils of compensation electromagnets, excluding in order to simulate the range of measured accelerations, a branched magnetic circuit is introduced into the device, consisting of an external magnetic circuit in the form of a hollow cylinder and located coaxially on the internal the surfaces of its ends of two cores, the free ends of which are located inside the cavity of the sensitive element and form a working air gap, as well as a ferromagnetic core in the form of a washer, coaxially and rigidly fixed in the middle part of the sensitive element, and an annular permanent magnet magnetized radially and fixed by one of the poles in the middle part on the inner side surface of the cylindrical magnetic circuit above the middle of the working gap between the cores, while the coils of compensation electromagnets are installed and cores qt on both sides of the rotor, and the rotor is rigidly secured to the cores.

1 1080088