Устройство для измерения угловой скорости

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловой скорости вращения объекта. Целью изобретения является повышение ресурса работы устройства. При подаче от генератора 6 пилообразного напряжения управляющего импульса на катушку 5 плунжер 3 выталкивает из выходного сопла 7 электронасоса порцию жидкости в виде кольца, распространяющегося при отсутствии угловой скорости в рабочей жидкости 2 по оси диэлектрического корпуса 1 к считывающим электродам 10. При наличии угловой скорости на кольцо жидкости воздействует корриолисово ускорение, смещающее кольцо ближе к одному из считывающих электродов 10. Это чувствует измерительный прибор 12, проградуированный в единицах угловой скорости. При приближении к торцовой стенке кольцо жидкости тормозится и расширяется, достигая при этом дополнительного электрода-катода 13. Поскольку в качестве рабочей жидкости 2 используется окислительно-восстановительный электролит, то ресурс работы устройства увеличивается по сравнению с прототипом. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 P 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4297431/24-10 (22) 17,08.87 (46) 07,06.90. Бюл„ 11 - 21 (7)) Отделение Всесоюзного научно-ис-. следовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока Нау но-производственного отделения "Квант" с опытным производством в г.Севастополе (72) В,И,Пахомов (53) 531,767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 530251, кл, G 01 Р 3/26, 1974, „„SU„„1569713 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ (57),Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловой скорости вращения объекта. Целью изобретения является повышение ресурса работы устройства. 11ри подаче от генератора

6 пилообразного напряжения управляющего импульса на катушку 5 плунжер 3 выталкивает из выходного сопла 7 электронасоса,порцию жидкости в виде кольца, распространяющегося при отсутст1569713 вии угловой скорости в рабочей жидкости 2 по оси диэлектрического корпуса

1 к считывающим электродам 10. При наличии угловой скорости на кольцо жидкости воздеиствует кориолисово ус5 корение, смещающее кольцо ближе к одному из считывающих электродов 10.

Это почувствует блок 12 измерения р проградуированный в единицах угловой !О

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова!

5 но для преобразования угловой скорости в электрический сигнал.

Целью изобретения является повышение ресурса работы устройстна.

На чертеже изображено схематично устройство для измерения угловой скорости.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 из диэлектрика, заполненный рабочей жидкостью 2 (окисли25 тельно-восстановительный электролит) .

В одном из торцов корпуса 1 установлен электромеханический насос, выполненный, например, в виде плунжерной пары: плунжера 3, содержащего ферромагнитный сердечник, намагниченный по оси, и цилиндрической втулки 4. Снаружи втулку 4 охватывает электрокатушка 5, подключенная к генератору 6 пилообразного напряжения и образующая управляющий вход насоса.

Выходное сопло 7 электромеханического насоса выполнено цилиндрическим и в него встроен электрод — анод 8, подключенный к положительному полюсу

40 источника 9 питания постоянного тока. Считывающие электроды 10 встроены в противоположный конец корпуса !.

Они выполнены н виде стержней ориенФ 45 тированных ортогонально стенке торца, и расположены симметрично относительно оси корпуса 1, Электроды 10 подключены через высокоомные сопротивления (нагрузочные резисторы) 11 к отрицательному полюсу источника 9 питания. К резисторам 11 подключен блок

12 измерения, выполненный, например, в виде измерителя -временных интервалов, управляемого импульсами электри ческого напряжения на входе. На цилиндрической поверхности корпуса 1 установлен сетчатый дополнительный электрод — катод 13, подключенный к скорости, При приближении к торцовой

Стенке кольцо жидкости тормозится и расширяется, достигая при этом дополнительного электрода — катода 13.

Поскольку н качестве рабочей жидкости 2 используется окислительно-восстановительньп электролит, то ресурс работы устройства увеличивается по сравнению с прототипом, 1 ил. отрицательному полюсу источника 14 питания постоянного тока, Устройство работает следующим образом, Поскольку между катодами 10 и !3 и анодом 8 приложено электрическое напряжение от источников 9 и 14 питания, через электролит протекает электрический ток. На катодах 10 и 13 при этом происходит электрохимическая реакция восстановления, а на аноде 8 — реакция окисления„ причем для используемой рабочей жидкости ? указанные реакции протекают обратимо, что обеспечивает унеличение ресурса работы .устройства. Лимитирующей стадией протекания тока через рабочую жидкость 2 является диффузия деполяриэатора от анода 8 в сопле насоса 7 до катодов 1О и 13, При подаче на катушку 5 насоса пилообразного напряжения от генератора 6 ток, протекающий через катушку 5, создает магнитное поле внутри втулки 4.

Под действием магнитного поля плунжер 3, являющийся постоянным магнитом, периодически перемещается между крайними положениями, Причем в соответствии с прикладываемым пилообразным напряжением движение плунжера 3 в направлении выходного сопла 7 быстрее, а в обратном направлении медленнее. В результате происходит быстрое выталкивание плунжером 3 порции жидкости иэ сопла 7 в цилиндрическую часть корпуса 1. В соответстнии с законами гидродинамики струя жидкости при выходе из сопла 7 формируется н виде вихревого кольца, ось которого совпадает с осью корпуса. Кольцо движется по инерции от сопла 7 к противоположному торцу, на котором расположены считывающие электроды 1 О. Причем вихревое кольцо содержит порцию жидкости из сопла с. избыточным содер15697 жанием окисленной формы электролита.

Зона повышенной концентрации окисленной формы (деполяризатора) имеет форму вихревой трубки кольца (тора) и пеперемешивается вместе с кольцом, 5

Когда вихревое кольцо достигает торца корпуса 1, то оно резко тормозится, при этом радиус кольца быстро увеличивается и зона повышенной кон- 10 центрации деполяризатора проносится жидкостью вблизи считывающих электродов 1О, В.момент прохождения эоны вблизи электрода 10 ток через него возрастает и на нагрузочном резисторе 11 происходит импульсное изменение напряжения. В результате на вход блока 12 измерения поступает управляющий импульс напряжения. Для пары противоположных электродов 1О 20 первый импульс запускает счет времени блока 12 измерения, а второй останавливает, причем блок 12 знакочувствителен к последовательности импульсов с пары электродов 10. Другая па- 25 ра электродов 10 работает точно также, а сигналы с резисторов 11 поступают на второй вход блока 12 измерения, Расширяясь, вихревое кольцо переносит остатки деполяризатора к цилиндрической стенке корпуса 1 и дополнительному катоду 13, на котором деполяризатор восстанавливается. Если угловая скорость, вектор которой перпендикулярен оси корпуса, равна нулю, то кольцо движется по оси корпуса и при его торможении у торца импульсы тока на всех четырех электродах 10 возникают одновременно. В ре- 4О зультате блок 12 измерения показывает нулевое значение временного интервала между импульсами, соответствующее отсутствию угловой скорости.

Если угловая скорость в указанном 45 направлении не равна нулю, то вихревое кольцо смещается относительно оси корпуса 1 в направлении действия силы Кориолиса (например, по прямой, соединяющей одну из пар электро- 50 дов 10). В результате импульс тока одного из электродов 10 опережает им!

3 6 пульс другого, а блок 12 измерения отмечает соответствующий временной интервал между импульсами, Величина временного интервала соответствует величине угловой скорости, поскольку величина силы Кориолиса пропорциональна величине угловой скорости, При изменении направления угловой скорости последовательность импульсов с пары электродов 10 меняется и блок 12 измерения приписывает противо-положный знак измеряемому временному интервалу. После выталкивания порции жидкости плунжер 3 медленно возвращается в исходное крайнее положение под действием магнитного поля катушек

5, Затем выталкивается следуюшяя порция жидкости после затухания течения жидкости в корпусе и восстановления избыточной концентрации деполяризатора.в сопле 7 у анода 8, т.е. процесс измерения угловой скорости периодически возобновляется, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения угловой скорости, содержащее цилиндрический корпус из диэлектрика, заполненный рабочей жидкостью, на противоположных торцах внутренней поверхности которого установлены основной электрод, подключенный к положительному полюсу источника питания, и два считывающих электрода, подключенных через высокоомное сопротивление к отрицательному полюсу источника питания, а также блок измерения„ подключе.,:иый к считывающим электродам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ресурса работы, в него введены дополнительный электрод, под— ключенный к отрицательному полюсу vc.— точника питания и электромагнитный насос, обмотка возбуждения которого подключена к генератору пилообразного напряжения, причем в качестве рабочей жидкости использует я окислительно-восстановителыпв! электро— лит, считывающие электроды выполнены в виде стержней, а основной "лектрод установлен в выходном сопле пасоса,