Датчик угловой скорости

 

Класс 42с, 35 № 1I3562

ceca

Ф свод и I,7/, ф,:ay< -.-7».ггпу

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Д. А. Браславский и Б. В. Ефимов

ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Заявлено 20 июня 1957 г, за ¹ 579157 в Комитет по делам изооретений и открытий прн Совете Министров СССР

Известные датчики угловой скорости, основанные на сочетании гироскопа с двумя степенями свободы с электронным преобразователем имеют ряд недостатков. К ним относятся возникновение значительных динамических ошибок из-за сравнительно больших угловых перемещений подвижной системы датчика и невозможность уменьшения габаритов датчика ниже определенной величины, при которой кинетический момент гироскопа значительно больше моментов вредных сил (трения, небаланса и пр.), обуславливающих погрешности прибора.

Для уменьшения моментов трения и габаритов датчика, а также повышения точности его работы предлагается помещать гироскоп совместно с электронным преобразователем в вакуумированный баллон.

На фиг, 1 изображена конструктивная схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 — его электрическая схема.

Внутри вакуумированного герметического баллона 1из стекла или пластмассы смонтирован гироскоп. Подвижная система его выполнена в виде металлического ротора 2, вращающегося на оси 8 в подшипниках 4.

Последние укреплены в рамке 5, подвешенной внутри баллона 1 на двух или нескольких крестообразно расположенных и изолированных одна от другой плоских пружинах б и 7. Рамка 5 несет на себе два изолированных подвижных электрода 8 и 9, к которым через пружины б и 7 подводится электрический ток. Неподвижный электрод 10 укреплен па корпусе баллона 1. Снаружи баллон 1 охватывается неподвижным кольцевым статором 11, который питается переменным током и создает вращающееся магнитное поле, наводящее в роторе 2 вихревые токи.

В результате взаимодействия вихревых токов ротора с магнитным полем статора создается вращающий момент, разгоняющий ротор вокруг оси УУ до угловой скорости, близкой к скорости вращения магнитного поля статора, Если движущийся объект вместе с установленным на нем датчиком врашается относительно оси ХЛ с некоторой угловой № 113562 скоростью, то возникает гироскопический момент, поворачивающий подвижную систему в плоскости чертежа до тех пор пока этот момент не окажется уравновешенным моментом упругих сил, развиваемых пружинами б и 7. В процессе поворота подвижной системы датчика электроды 8 и 9 смещаются относительно неподвижного электрода 10, в результате чего происходит перераспределение электронного потока между электродами.

Для получения сигнала знакопеременной полярности (в соответствии со знаком измеряемой угловой скорости) съем сигнала производится по дифференциальной схеме. Один из возможных вариантов съема сигнала датчика, в котором неподвижный электрод 10 служит катодом, а два подвижных электрода 8 и 9, связанные с гироскопом, являются анодами, показан на фиг. 2.

Подогрев катода может осуществляться с помощью дополнительной нити накала (на чертеже не показана) .

Лнодное напряжение подводится к электродам 8 и 9 через два одинаковых добавочных сопротивления 12. В качестве выходного сигнала используется разность потенциалов, измеряемая между точками

А и Б, равная разности падений напряжения на добавочных сопротивлениях 12.

При движении объекта, на котором установлен датчик с некоторой угловой скоростью аноды, 8 и 9 смещаются относительно катода в ту или другую сторону. При этом ток, проходящий через один анод, уменьшается, а через другой — увеличивается и на выходе возникает разность потенциалов, знак которой зависит от знака измеряемой угловой скорости, а величина — пропорциональна этой скорости.

Возможно применение и других вариантов съема сигнала, например, датчик может иметь два неподвижных катода и один подвижный анод, связанный с гироскопом.

Предмет изобретения

Датчик угловой скорости с гироскопом на пружинном подвесе с двумя степенями свободы и с электронным преобразователем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения моментов трения и габаритов датчика, и повышения точности его работы, гироскоп совместно с преобразователем электронного типа помещен в вакуумированный баллон.