Термокамера для определения характеристик акселерометра при эталонировании методом наклона

 

Изобретение относится к стендовому оборудованию и предназначено для испитаний и калибровки линейных акселерометров методом наклона с помощью оптических делительных головок (ОДГ). Цель изобретения - повышение точности определения характеристики акселерометров при одновременном расширении температурного диапазона испытаний. Цель достигается тем, что установочная база для акселерометра 38 выполнена в виде уплощенного стакана 25, минимально отстоящего от оси шпинлеля делитель5-6 /т а S (Л с оэ оо оо О5 Фиг 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Соб ИАЛИСТИЧЕСКИ Х

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/Р3

/7!

39

5 8

5Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4717551/10 (22) 10.07.89 (46) 30.10.91.Г>юл. 1! - 40 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) К.М.Лукомский, В.Е.Мельников и Е.H.1!åëüíèêoâà (53) 531.768 (088.8) (56) Петор P.Á., Пут С.А, Автоматический контроль с помощью ЭВМ характеристик инерционных градуированных акселерометров при массовом производстве. Пер. с англ. Е-43/69.

Приспособление (механизм перемещения) Ф 4.033.009 для испытаний прибора АК-10 2.781.010 ТУ НИИ "Дельфин".

N., 1985.

„„Я0„„168816Т (51)5 С 01 Р 21/00, G 05 D 23/30

2. (54) ТГРМОКАМЕРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК AKCEJIEPONETPA ПРИ 3ТАЛОНИРОВАНИИ МЕТОДОМ НАКЛОНА (57) Изобретение относится к стендовому оборудованию и предназначено для испитаний,и калибровки линейных акселерометров методом наклона с помощью оптических делительных головок (ОДГ). Цель изобретения — повышение точности определения характеристики акселерометров при одновременном расширении температурного диапазона испытаний. Цель достигается тем, что установочная база для акселерометра 38 выполнена в виде уплощенного стакана 25, минимально отстоящего от оси шпинделя делитель1688167

10 но?1 ГО!IО11ки и etta?!>?

1?:1 e l> <. If a I > л е и .? 8 . Пр и цессе раз< грев". тер>мсклмеры при no;trave в Основной и доl"oft>ft? òeflüHH? f 28

1?лг1>Рвлтели вследствие одинаковости темп< >и?? И

ll-.?Оаретение o ff; o;", к стенда?заму ОбОрудовл??пюр в частности. к при;пособлениям, ape!IHaзн".ченным дпя

1?спытани?1 и калибровки линейных акселерометров методом ылк>лона <

11омощью опч1ичРских дспитс»tBHLtõ ГОЛОнок (011Г), и может быть;?спользоваН<> пр>1 испытаниях граниметров.

Цез?ь?о изобретения явп>?ется повышение точности определения харлктеристики лкселерометра?з при одновременном pañ?IHrðåíèè температурного диапаз;>ил ис пыта ний, ЭО

lla фиг. 1 представлена предлагaewarf

? ермокамера,. Общий вид, нл фиг.? вид Ь нл фиг.1; на <>Hг,З . — сечение

Б-Б нл ф??г.2; па фиг,.4 — вид В нл фиг.З (гид на основ 1?Ие <ермокамсры при снятом колпаке основного нлгрева35 еля); на фиг.5 — ?<О1?стр>?кция основ?1О.,"о нагревателя со спиральной трубча t ой осно>зой.

Термоклмера содержит кольцевую базовую площадку 1 I?а которой посред—

:твом =етырех пар термоизолирующих лодпятников 2 и 3 установлено своими фланцами осионание 4, несущее кол"?ах 5, E(oJIbц<=вая базовая плащлдк;1 1

=набженл приливам б„к которому с помсщт.ю болтов 7 пристыкован фланец 8 конического хвостовикл 9, которым и закрепляется термаклмера в шпинделе ЩГ. ОСНОВаНИЕ G,ÂÛÏO.?IÍBIIO В ВИДЕ

50 рьпоской крышки с фплнпами, внутреннез пространство которой заполнено термоизолирую???им млтериллом 10. С внеш>?ей стороны основание 4 <-.нлбжено кольцевой ьгротачкай 1! и вместе с подпятниклми 2 и 3 по"редством <шайб

12 притянуто винтами 13 и базовой лпощлдке 1. Колпак 5 выполнен B BH де отдельного законченного узла и г>О?1 плоскости дна стакана 25, что обеспечивает минимлзтьные температурные перекосы базовых по?<ерхностей термокамеры и соответствующие вносимые по грешиости ба з?1рон ки, 1 ас???Ирение темперлтурного диапазона испытаний достигается выполнением нагренателя в виде сдвоенной трубчатой спирали с хладагент<зм, нл поверхности которой наложены или намотаны обмотки обогрева. 2 з.п,< >-.пы, 5 ил. содержит т: рмоизолирующее (теплаизоляциопиое) керамическое основание 14 жестко соединенное с BHP??IHHM кожухом 15. снабженным четырьмя резьбовыми шпильками 16„ С помощью шпилек 16 с головками 17 колпак 5 «реиится нл основании 4. Внутри колпака

5 к керамическому основанию 14 прикреплена втулка-переходник 18„ к которой прикреплен внутренний кожух 19 и цилиндрический корпус 20 основного нагревателя, На 1знешней поверхности корпуса 20 упожены обмотки 21 и теплоизолирующий слой 22, Пространство между внешним 15 и внутренним 19 кожухами заполнено теплоизоляцией (стекловатой) 23. Кроме колпака 5, Основание 4 несет нл <.ебе монтажную площадку, состоящую из крестообразной пластины 24 и уплощенного стакана 25 (диаметр цилиндрической части стакана больше его высоть?), жестко соединенных между собой. Внутри крестообразной пластины 24 установпен дополнительный нагреватель, состоящий из дискообразного корпуса 26 с электроизоляционной втулкой 27 и обмоток 28, Крестообразная пластина

2 установлена на основании 4 на

4 четырех пара.х термоизолирующих подпятников 29 и 30, притянутых к основанию 4 посредством шайб 31 винтами 32. 1ежду крестообразной пластиной 24 и основанием 4 помещен теплоизоляционный вкладыш 33 из асбеста. В дно уплощенного стакана 24 вмонтированы стойки-направляющие 34, несущие планку 35 с упором 36, подпружиненным упругим элементом 37 (спиральной пружиной). Планка 35 с упором 36 может перестанляться (перезлкрепляться) вдоль стсек 34 и тем самым обеспечинать не|688167

6 обходпмое прпжатие базовой плоскости Испытуемый акселепометр 38 устаисгп,туемого акселерометра 38 к упло- наллпВают cr Оей » 3 Ов Рй и 0 ° )ст -.ю и .. Остью щенному стакану 25. Кроме регулируемо- на наружную поверхность стакана 25 и: го упора, на стойках-направляющих 34 прилагмают подпружиненным упорол» 36 п закреплен датчик . 9 (например, термо- 5 Сила прижатия коргуса акселероглетра к чувствительный мост) схЕмы измерения стакану регулируется положением план— температуры в термокамере, Для ори ки 35 на стойках 34 при этом планентации испытуемого акселерометра к". и стойки могут скреп.. яться относительно осей термокамеры служит другом, например, установочными винпривальная планка 40. Для обеспе- тами или хомутиками. Если испытуемый чепия в терглокамере температур, акселерометр имеет корпус с торчащименьших нормальной основной, нагре- ми по центру резьбовыми хвостовиками

l. ватель может иметь конструкцию (как э 0 имеет место для большинства. с 1 (фиг,э), в которой корпус нагрева-. в ста типов пьезоакселерометров) „т теля 20 (фиг,3) выполнен более тон-- кане 25 должно быть пречусм предусмотрено сокпм и скреплен с двойной трубчатой ответствующее отверстие. спиралью 41, на поверхности которой Перед установкой акселерометра коуложены или намотаны обмотки 42 нический хвостовик 9 чстройс" la устаобогрева. Лналогичньгм образом выпол- 2р авливается и закрепляется в пгпинденяется и дополнительный нагреваю- ле ОДГ.Если корпус акселерометра име-щпй элемент. В этом случае его кор- ет прямоугольную форму и в пвоцессе пус 26 представляет собой трубчатую испытаний небезразлично направление спираль с обмотками обогрева на ее его осей по отношению к осп шпинделя поверхности, Обе трубчатые спирали 25 ОДГ, то в этом случае акселерометр соединяются друг с другом последова- fo)Ki.T получить ДОПОлнительпую ориента тельно с помощью гибкой трубчатой цпю с помощью привальной планки 40. В втулки и включаются в магистраль с случае, когда корпус акселерометра циркулирующим хладагентом (напри- пмеет цилиндрическую форму„ соответмер, воздух, углекислый газ, вода 3< ств -;:mile. метки на нем могут быть,ории т.п.). элементы .О,29 и 30 конст- ентированы по меткам на пла Ice 40 рукции могут быть выполнены в виде или (и) самом стакане 25. втулок из кварцевого стекла или кера- После устaíoâêè колпака 5 с нагремики. Элементы 29 и 30 расположены по- вате. ем на корпусную часть термокапарно вдоль и перпендикулярно оси меры обмотки 21 обогрева основного и шпинделя ОЛГ. Элементы и 3 располо- обмотки 8 ооогрева дополнительного

35 жены попарно симметрично относительно нагревателей последовательно соедиэтой оси.уплощенный стакан 25 и корпу- няются друг с другом и подключаются са 20 и 26 нагревательных элементов к выходу схемы поддержания: постоянв .и пены из одного и того же материа-„О ного уровня ™пературьг, котоРая мола (нчпри лер, алюминиевого сплава), а 7:е быть вьг"ол ен о - ьным блоком крестообразная пластина 24, основание и управляться от те-.:. чувствительно4 и базовая площадка I — также из г : моста (датчика теглпературы) 39, одного и того же материала, но с коэф- В процессе разогрева термокамеры . яициентом теплопроводности, меньшим, ц5 пр". чем коэффициент теплопроводности мя- те. -.н-гй нагреватели вследствие одина— териала уплощенного стакана 25 и кор- Icol ости температурных коэффициентов пусов 20 и 6 нагревателей например, ли. .ейного Расширения деталей 20,25, из стали или титана. Для устранения 26,34 и 35. указанные детали и обравлияния теплового расширения узла . .;, зовзнный имп узел в целом не испытываподпружиненнОгО упора HG акселерометр IOT нутренних напряженг и H деформастойки 34 и планки 35 выполнены из ци-"-, приводящих к угловым отклонениям материала с. тем же коэФЬициентом Ogg "::Ой плоскости пьеде= ".,ла (дна линейного расширения, что и материал капa,""5) от начального поло,:ия. уплощенного стакана.

Аналогичное положение имеет место и

1ермокамера Для определения ха- Для узла, образОванного деталями

9 рактеристик акселерометра при этало- 24 и 3- Из.-".à того, ч-.о козффицинировании методом наклона Работает ен" теплопроводности материала д таследующи-I образом, леи 0 25, 6,34 и 35 относительно вьг

1б88167 сок по сравнению с коэффициентом теплолроводности материала деталей

24 и 32, внутренний непосредственно подогре",àåìûé узел ;.. -аключенным в

5 него испытуемым акселерометром относительно быстро и равномерно прогрев ется. В то же время термоизоляция эТого узла, образованная элементами . и деталями 22,19,23.1 „10 и 33 значи- 10 тельно перекрывает утечку тепловой эНергии к базовым элементам 1 и ч конструкции термокамеры и ее рассеивание в окружающее пространство. В виду того, что крестообразная пластина 24 пЬедестала имеет относительно малую теплопроводность, утечка тепла из внутреннего объема термокамеры, благодаря такой форме . детали 24 и ее установке на керамич -cKHx подпятниках 20

29 и 30 (также имеющих малую теплопроводность), оказывается малой. ТаКим образом, имеет место и малый прогрев основания 4, а следовательно,, и его малые температурные деформации. 25

Установка же основания 4 на керамических подпятниках 2 и 3, как и форМа самого основания (в виде плоской крышки с кольцевой пробочкой) обеспечивают также относительно малую утеч" 30 ку тепла от основания 4 к кольцу 1, а следовательно, малую степень нагре— ва кольца 1 относительно окружающей термокамеру температуры, а значит„:и соответствующую малость температур35 ных перекосов базовых поверхностей

1ермокамеры, малую степень прогрева шпинделя ОДГ и соответствующих вносимых погрешностей баэировки.

При необходимости в процессе исПытаний акселерометра можно перейти от цикла нагрева к циклу охлаждения, В варианте нагревателя (фиг.5) по сдвоенной трубчатой спирали 41 основного и трубчатой спирали долог(- 45 нительного нагревателей подается хладагент, Изменяя (варьируя) скорость протекания хладагента и ток в обмотках нагревателя, можно обеспечить быстрое задание уровней температуры в цикле "Охлаждение" после нагрева как до нормальной температуры, так и ниже ее„

Формула и з обретения

1. Термокамера для определения характеристик акселерометра при эталонировании методом наклона, содержащая базовую площадку, прикрепленную к шпинделю оптической делительной головки, основание, установленное на базо-! вой площадке и несущее монтажную площадку для установки испытуемого акселерометра, и термоизолированный от внешней среды нагреватель с обмотками и корпусом, охватывающий монтажную площадку, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при одновременном расширении температурного диапазона испытаний, в нем основание выполнено в виде плоской крышки с кольцевой проточкой и равноудаленными крепежными фланцами, монтажнак площадка выполнена составной в виде уплощенного стакана, жестко скрепленного с крестообразной пластиной, и снабжена дополнительным нагревателем с обмотками и корпусом, причем крестообразная пластина установлена на основании на равноудаленных и расположенных по окружности термоизолирующих подпятниках, основание фланцами установлено по базовой площадке также на термоизолирующих подпятниках, расположенных симметрично относительно оси шпинделя, при этом базовая площадка выполнена кольцевой, уплощенный стакан и корпуса основного и дополнительного нагревателей выполнены из одного материала, а кресто= образная пластина, основание и базо— вая площадка выполнены из другого материала с меньшим коэффициентом теплонроводности.

2. Термокамера по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения температурного диапазона в области низких температур и повышения ее быстродействия, в ней корпуса основного и дополнительного нагревателей выполнены в виде трубчатых спиралей, а обмотки нагревателей расположены на поверхности спиралей.

3. Термокамера по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью лов вышения точности путем снижения влияния деформации крепления акселерометра, в ней уплощенный стакан выполнен со стойками, несущими планку с подпружиненным упором, выполненную с возможностью регулировки положения упора по высоте стоек, причем стойки и планка выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения материала уплощенного стакана.

1688i67

Чб

Составитель Г.Ермолаев

Техред И.Дидык Корректор . 1.Пилипенко

Редактор A.ËeæíHHa

Заказ 3705 Тираж Подписное

БНИИПИ Го ударстне:»«. го ко;п,тега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иас ква, m- 35, Раушская наб. „д. 4/5

Произв одс твенно-н винтен ьс. кий комй нат "Патент ", г . Ужгород, ул, Гагарина, 101