Датчик линейных ускорений

 

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий маятник на подшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и демпфер, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса прибора, маятник выполнен в виде ротора секторообразными зубьями, хотя бы ОДИН из которых имеет массу, большую массы одного из них, и помещен в неподвижную камеру , разделенную на полости перегородками в виде секторообразных зубьев, причем демпферобразован перегородками камеры и зубьями ротора , расположенными с зазором относительно перегородок и цилиндрической поверхности камеры.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СЦФИ °

РЕСПУБЛИК

u9) (11) 4 (51) С 01 Р 15/08

Гссщч стВенный кОмитет сссР .re ДЕЛАМ ИЗОБРЕтЕНИй И ОЪУЬ1тий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3655855/24-10 (22) 16.08.83 (46) 07.02.85, Бюл. Р-5 (72) Г.В.Алферов, Т.С.Баклашева, И.Ф,Белоусов, В.А. Гончаренко, А,В.Дундуков, 1О.Н.Козьмин и Г.Н.Салгир (53) 531.768(088.8) (56) 1. Патент США 9 3662595, кл. 73-141, 1972.

2.Авторское свидетельства СССР

В 808941, кл, 0 01 Р 15/08, 1981.

3. Павлов В.А. Авиационные гироскопические приборы. М., 1954, с.ill.

4. Датчик линейных ускорений

БК 2.369.087 (прототип). (54) (57) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий маятник на подшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и демпфер, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса прибора, маятник выполнен в виде ротора секторообразными зубьями, хотя бы один из которых имеет массу, большую массы одного из них, и помещен в неподвижную камеру, разделенную на полости пере- . городками в виде секторообраэных зубьев, причем демпфер образован

l перегородками камеры и зубьями ротора, расположенными с зазором атно- Я сительно перегородок и цнлйндрической поверхности камеры.

1138747 2

Датчик линейных ускорений содержит корпус 1 в котором монтируется ось 2, вращающаяся в шарикоподшипни-., ках 3 и 4. На ней закреплен маятник ,5, выполненный в виде ротора с секто рообраэными зубьями, являющийся одновременно и подвижной деталью воздушного демпфера, в которой маятниковость создается грузом 6, В корпусе ус, тановлена неподвижная камера, состоящая из двух коаксиальных колец 7 и 8 и перегородок в виде секторообраэных зубьев 9, которая является неподвиж-.. ной деталью воздушного демпфера. Перегородки разделяют камеру на ряд глухих полостей, открытых только со стороны торца, обращенного внутрь прибора. В них входят зубья маятника, а торцовые перемычки этой детали заглушают полость со стороны открытого торца. Маятник установлен таким об.разом, что по его наружному и внутреннему диаметрам, а также по .торцам. зубьев и торцовых перемычек образует..ся гарантированный зазор порядка

0 1 мм и полости с помощью торцовых зазоров соединяются последовательно.

Все детали демпфера выполнены из материалов с близкими, а лучше одинаковыми коэффициентами линейного расширения, чтобы исключить температурные изменения зазоров.

В датчике линейных ускорений применен круглый торсион 10 проходящий внутри оси 2, одним концом жестко закрепленный на роторе маятника 5, а другим - на корпусе 1. Преобразователем угла поворота в электричес-. кий сигнал является индукционный датчик угла, статор 11 которого установлен в корпусе, а ротор 12 закреплен на оси.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к измерителям линейного ускорения, чувствительным элементом которых служит физический маятник. 5

Известны маятниковые акселерометры, предназначенные для измерения линейного ускорения, содержащие подвижный. маятник, установленный в опорах, датчики угла и момента 11). 1О

Известна также конструкция маятникового акселерометра, в котором задача повышения виброустойчивости при.наличии угловой вибрации вокруг оси, перпендикулярной оси подвеса 15 маятника, решается с помощью дополнительных балансированных грузов, выполненных заодно с маятником Г23.

Однако маятник даже после прекращения воздействия на него ускоре- 20 ния не останавливается сразу, а совершает незатухающие колебания (33, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных ускорений, который 25 содержит маятник на подшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и деипфер 4 .

Однако известный датчик имеет сложную конструкциюр большие разме- 30 ры и вес. Демпфер, применяемый в этом датчике относительно невысокой эффективности (40 г.см.сек) имеет вес 2 кг при диаметре 80 мм и длине 57 мм и потребляет 20 Вт элект;роэнергии. Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса прибора.

Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных ускорений, содержащем маятник на подшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и демпфер, маятник выполнен в виде ротора с сектообразны- 45 ми зубьями, хотя бы один из которых имеет массу, большую массы одного из них, и помещен в неподвижную камеру, разделенную на полости перегородками в виде секторообразных зубьев, причем демпфер образован перего» родками камеры и зубьями ротора, расположенными с зазором относительно перегородок и цилиндрической поверхности камеры. 55

На фиг.1 изображен предлагаемый. датчик линейных ускорений, общий вид; на фиг.2 — разрез по А-А на фиг,1.

При воздействии ускорения на корпус прибора маятник, установленный в подшипниковом подвесе, отклоняется от нулевого положения под воздействием инерционного момента, который уравновешивается гравитационным моментом и моментом упругости торсиона, возникающим при закручивании его на угол, равный углу отклонения маятника, пропорционально которому датчик угла выдает электрический сигнал. При колебаниях маятника, являющегося одновременно подвижной деталью демпфера, эа счет перетека1138

Фиг.2

Составитель Т.Макарова

Редактор С.Патрушева Техред С,.йовжий Корректор Е.Сирохман

Заказ 10681135 Тираж 897 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 ния воздуха из полости в полость, через радиальные и.торцовые зазоры между подвижной н неподвижными деталями демпфера осуществляется демпфирование.

Предлагаемый датчик линейных ускорений имеет более высокую динамическую точность по сравнению с известным, так как демпфирование его возрастает в 3-4 раза за счет применения воздушного демпфера вместо электромагнитного, уменьшается мо- мент инерции подвижной части прибора при объединении маятника с подвижной зубчатой деталью демпфера.

Кроме того, воздушный демпфер не требует дополнительного источника питания, ие имеет вредного уводяще747 4 го момента от электромагнита, дополнительного источника внутреннего перегрева прибора, что также улучшает точностные характеристики датчика линейных ускорений. Вес предлагаемого прибора снижается в 2 раза, а габариты — в 1,5 раза по сравнению с известным.

Макет предлагаемого прибора .. успешно прошел лабораторные испыта.-. ния, доказав свою работоспособность в условиях высоких перегрузок (до

40 g)

Предлагаемый прибор конструктивно проще, надежнее, в нем применены недефицитные материалы (вместо электро;технической стали и медного проводаалюминий).