Патент ссср 173962

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.И!1.1962 (№ 790853/26-10) с присоединением заявки № 790854/26-10

Приоритет

Опубликовано 06ХИ1.1965. Бюллетень № 16

Кл. 42с, 25;11

МПК G 01с

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

УДК 531.383(088.8) Дата опубликования описания 2.Х.1965

Автор изобретения

Заявитель

ГИРОСКОЙИЧЕСКАЯ ВЕРТИ КАЛЬ

Существующая гироскопическая вертикаль с трехстепенным гироскопом, устанавливаемая первоначально с помощью маятников (жидкостного или иного) чувствительного элемента, после отключения последнего подвержена «дрейфу нуля», обусловленному в основном моментами трения подшипников карданного подвеса.

Описываемая гироскопическая вертикаль, с целью повышения точности, снабжена коррекционным гироскопом, снижающим дрейф нуля.

Кроме того, в ней тонкостенный немагнитный ротор, взвешенный относительно статора в бегущем магнитном поле, является чувствительным элементом устройства точной коррекции для удержания гировертикали в исходном положении после первоначальной установки ее оси в вертикаль.

С целью исключения деформации магнитного поля при угловых перемещениях статора относительно ротора, вызывающей дрейф коррекционного гироскопа, подвес ротора выполнен в виде двух тонкостенных немагнитных неполных полусфер, укрепленных на концах вала ротора и осуществляющих под воздействием магнитного поля, бегущего по касательН0Н к сфере и создаваемого сферообразным статором, взвешенное состояние ротора.

Подписная группа № 1б5

С целью повышения надежности, гироскопическая вертикаль снабжена индукционным датчиком следящей системы, осуществляющим одновременно и независимо съем сигнала для коррекции угловых и линейных взаимоперемещений статора и ротора коррекционного гироскопа с помощью обмоток, работающих как по дифференциально-трансформаторной, так и по мостовой схеме.

1О Иа чертеже изображена принципиальная электрокинематическая схема описываемой гироскопической вертикали.

При работе гироскопической вертикали ротор 1 приобретает необходимую скорость вра15 щения, и его ось устанавливается в положение истинной вертикали с помощью чувствительного элемента маятникового (или иного) типа и момент-моторов системы автоматической первоначальной установки, а ротор 2

20 коррекционного гироскопа набирает необходимую скорость вращения, находясь в механических опорах обычного типа. Одновременно с этим ток поступает в обмотку 8 возбуждения и в следящую систему подвеса (усилительно25 мостовую схему 4), в обмотки 5 управления и трехкоординатный индукционный датчик б.

Ротор переходит из состояния подвеса 7 в опорах в состояние индукционного подвеса в бегущем магнитном поле, создаваемом об30 мотками 8 возбуждения и обмотками 5 управ173962 ления, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 емкостью 8.

Чувствительный элемент маятниковой коррекции отключается. Сила подвеса F представляет составляющую по оси Z силы F,, возникающей в результате взаимодействия бегущего магнитного поля с вихревыми токами элементов подвеса 9 (роторов). При угловых отклонениях рамы 10 гировертикали 10 под воздействием различных усилий, вызывающих отклонения оси ротора 1 от истинного положения вертикали (т. е. от оси ротора 2), происходит перемещение роторных пластин датчика относительно пластин статора на угол

Ла. Это вызывает перераспределение пульсирующих магнитных потоков, вследствие чего возникают напряжения в обмотках статора датчика. Напряжения в свою очередь обусловливают возмущения следящей системы для приведения оси ротора 1 с помощью момент-моторов в исходное положение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях ZOX»

ZOK Эти напряжения по соответствующим осям Х и У (пренебрегая рассеянием обмоток) имеют вид:

Š— У цто макс Ь 1 АХЛЬ

8о 5 омакс 2 - 1 Хмакс оо) где, U —; W> и W2— соответственно число витков средней и крайней обмоток индукционного датчика; 4$„,к,— максимальное приращение площади перекрытия статорной пластины ротором; Яо — площадь одной статорной пластины; Ла — угол поворота по одной из осей (Х или У);

Лам к, — максимальный угол поворота; ЛХ— величина линейного (параллельного) перемещения оси; ЛХ ак,— величина максимального перемещения оси; AZ — взаимное смещение пластин статора и ротора индукционного датчика относительно начального положения (U = О); бо — воздушный зазор между пластинами статора и ротора индукционного датчика в начальном положении (U= О).

Эта зависимость учитывает общий случай взаимного перемещения статора и ротора коррекционного гироскопа, при котором, кроме углового перемещения Ла, имеются еще линейные перемещения Л7 вдоль оси вращения ротора и ЛХ параллельно этой оси. Как видно из зависимости для Е, при отсутствии линейных перемещений второе слагаемое обращается в нуль, а при их наличии это слагаемое будет второго порядка малости по сравнению с первым, При линейных (параллельных) перемещениях рамы 10 относительно ротора 2 происходит соответственно увеличение и уменьшение воздушных зазоров между пластинами ротора и статора AZ, приводящее к изменению индуктивности обмоток, включенных в плечи и усилительно-мостовой схемы. Это усиленное напряжение питает обмотки 5 управления индукционного подвеса

УЛУ

Таким образом, сохранение первоначального положения вертикали происходит благодаря наличию усилий, возникающих от момент-моторов (по осям Х и У), усилительно-мостовой схемы (вдоль оси Z) и от взаимодействия полей рассеяния в элементах подве20 са — статоре и роторе (в плоскости ХОУ).

Предмет изобретения

1, Гироскопическая вертикаль, содержаща» трехстепенный гироскоп с системой автомати25 ческой первоначальной установки оси в вертикаль с помощью чувствительного элемента, коррекционных момент-моторов, усили-елей и устройств съема сигнала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она

30 снабжена коррекционным гироскопом с тонкостенным немагнитным ротором, взвешенным относительно статора в бегущем магнитном поле, являющимся чувствительным элементом устройства точной коррекции для удержания

35 гировертикали в исходном положении после первоначальной установки ее оси в вертикаль.

2. Вертикаль по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью исключения деформации магнитного поля при угловых перемещениях статора

40 относительно ротора, вызывающей дрейф коррекционного гироскопа, поднес ротора выполнен в виде двух тонкостенных немагнитных неполных полусфер, укрепленных на концах вала ротора и осуществляющих под воздей45 ствием магнитного поля, бегущего по касательной к сфере и создаваемого сферообразным статором, взвешенное состояние ротора.

3. Вертикаль по п. I, отличающаяся тем. что, с целью повышения надежности она снаб50 жена индукционным датчиком следящей системы, осуществляющей одновременно и неза висимо съем сигнала для коррекции угловых и линейных взаимоперемещений статора и ротора с помощью обмоток, работающих как по

55 дифференциально-трансформаторной, так и по мостовой схеме.

Составитель С, Евдокимов

Редактор Г. М. Лечоров Техред Т. П. Курилко Корректор О, И. Поповй

Заказ 2516/13 Тираж 650 Формат бум. 60+90

Ц11ИИПИ Государственного комитета по делам изооретений н открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2