Датчик линейных ускорений и угла поворота

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей и угла поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика . В криостате 1, заполненном криогенной жидкостью, размещен диэлектрический прозрачный тороидальный баллон 3, внутренняя полость которого вакуумирована. При протекании переменного тока по обмотке 5 возбуждения , охватывающей координатный фотоприемник 4, возникающее внутри баллона магнитное поле наводит токи Фуко в немагнитном пустотелом тороиде 6. Воздействие линейных ускорений вызывает отклонение координат фотоэлементов , засвеченных световым потоком от точечных меток 7, от центральной линии фотоприемника 4, Метки 7 из светосостава постоянного действия нанесены на наружной поверхности тороида 6 по длине окружности большого диаметра. 3 ил. А (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИН (19) (11) (51) 4 С 01 Р 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4144213/24-10 (22) 10. 11 ° 86 (46) 23. 09. 88. Бюл, )) 35 (72) С.Ю.Гришин (53) 531.768 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 720362, кл. С 01 P 15/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

)1 . 454481, кл. G 01 P 15/11, 1973. (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ И

УГЛА ПОВОРОТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпен-. дикулярных осей и угла поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика. В криостате 1, заполненном криогенной жидкостью, размещен диэлектрический прозрачный тороидальный баллон 3, внутренняя полость которого вакуумирована. При протекании переменного тока по обмотке 5 возбуждения, охватывающей координатный фотоприемник 4, возникающее внутри баллона магнитное поле наводит токи

Фуко в немагнитном пустотелом тороиде 6. Воздействие линейных ускорений вызывает отклонение координат фотоэлементов, засвеченных световым потоком от точечных меток 7, от центральной линии фотоприемника 4. Метки

7 из светосостава постоянного дейст" вия нанесены на наружной поверхности тороида 6 по длине окружности большо" го диаметра. 3 ил.

"А

1425555

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей датчика путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей и угла поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика, На фиг,1 изображен датчик линейных ускорений и угла поворота, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 — внешняя поверхность электропроводного немагнитного тороида.

Датчик линейных ускорений и угла

1оворота содержит криостат 1, заполенный криогенной жидкостью 2. Внут ри криостата 1 расположен диэлектрический прозрачный тороидальный баллон

3, вокруг внешней поверхности кото- 2О рого размещен координатный фотоприемник 4, охваченный обмоткой 5 возбуждения переменного тока. Внутренняя

1 олость диэлектрического баллона 3

Ьакуумирована и в ней размещен элект- 25 ропроводный немагнитный пустотелый тороид 6, На наружной поверхности йемагнитного тороида 6 по длине окружности его большого диаметра в четырех взаимно перпендикулярных ЗО метках нанесены точечные метки 7 из

Светосостава постоянного действия, 1

1 редставляющего собой смесь люминофора с радиактивным веществом. Коор-.

Динатный фотоприемник 4 может пред35 ставлять собой прибор с зарядовой связью и состоять из одной или неСкольких фоточувствительных схем с

Зарядной связью.

Датчик работает следующим образом, При протекании переменного тока по обмотке 5 возбуждения внутри диэлектрического баллона 3 создается переменное магнитное поле, наводящее токи Фуко в электропроводном немагнитном тороиде 6. Токи Фуко, наведен«45 ные в тороиде 6, направлены таким образом, что в любой момент времени они направлены противоположно току, протекающему по обмотке 5 возбуждения. Согласно закону взаимодействия M противоположно направленных токов, на электропроводный немагнитный тороид 6 по длине всей его внешней поверхности со стороны обмотки 5 возбуждения действуют силы отталкивания.

При отсутствии каких-либо ускорений, действующих на датчик„ эти силы отталкивания устанавливают немагнитный тороид 6 вдоль длины окружности среднего диаметра тороидального диэлектрического баллона 3, что соответствует центральному положению немагнитного тороида 6 внутри баллона

3. При этом световой поток от точечных меток 7 засветит фотоэлементы, расположенные вдоль центральной линии координатного фотоприемника 4, соответствующей началу выбранной системы координат. Действие линейного ускорения вдоль любой из трех взаимо перпендикулярных осей приводит к смещению немагнитного тороида

6 от своего центрального положения в соответствующем направлении. При этом в том месте, где немагнитный тороид 6 оказался ближе к внутренней поверхности диэлектрического баллона 3, силы отталкивания увеличиваются, а тем, где немагнитный тороид 6 будет дальше от внутренней поверхности баллона 6, силы отталкивания уменьшаются, Это приводит к тому, что равнодействующая сил отталкивания уравновесит силу инерции действующего ускорения. Отклонение немагнитного тороида 6 от своего центрального положения приводит к отклонению координат засвеченных фотоэлементов от центральной линии координатного фотоприемника 4. По величине и направлению отклонения координат засвеченных фотоэлементов от центральной линии координатного фотоприемника 4 определяется величина и направление действующего на датчик линейного ускорения.

Отсутствие воздуха внутри диэлектрического баллона 3, отсутствие механической связи диэлектрического баллона 3 с немагнитным тороидом 6 и действие сил отталкивания только в осевом и радиальном направлениях приводит к тому, что немагнитный тороид

6 оказывается стабилизированным в инерциальном пространстве относительно поворотов корпуса датчика вокруГ оси, перпендикулярной его плоскости.

Тогда при поворотах диэлектрического баллона 3 датчика вокруг оси, перпендикулярной плоскости датчика, немагнитный тороид 6 остается неподвижным в инерциальном пространстве, а координаты засвеченных фотоэлементов смещаются вдоль центральнойлинии координатного фотоприемника 4.Величинаи направление

Формула изобретения

Датчик линейных ускорений и угла поворота, содержащий корпус в котоСоставитель T.Ìàêàðoâà

Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Заказ 4762/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14255 смещения засвеченных фотоэлементов вдоль центральной линии координатного фотоприемника 4 соответствует величине и направлению угла поворота датчи5 ка в инерциальном пространстве.

Наличие криостата 1 с криогенной жидкостью 2 обеспечивает отвод тепла от обмотки 5 возбуждения и создает в ней явление сверхпроводимости. Явление сверхпроводимости позволяет практически неограниченно увеличивать ток, протекающий по обмотке 5 возбуждения и увеличивать силы отталкивания, действуюшие на немагнитный тороид 6.

Таким образом, наличие криостата

1 с криогенной жидкостью 2 позволяет не только обеспечить работоспособность датчика, но и, изменяя величину тока в обмотке 5 возбуждения, изменять жесткость стабилизации немагнитного тороида 6 внутри баллона

З,и, тем самым, изменять диапазон измеряемого ускорения.

4 ром размещены обмотка возбуждения переменного тока, электропроводящий инерционный элемент и измеритель, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения линейного ускорения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей и угла поворота вокруг оси„ перпендикулярной плоскости датчика, измеритель выполнен в виде фотоприемн