"датчик скорости для электродинамических ускорителей типа "рельсотрон"

 

Изобретение относится к области исследования процессов движения тел. Целью изогГ -Т-ЭЬИР ,;0гтс- :;срь шен; 2 точности. Рабочий ток ускорителя протекает по токопроводам 3 и ускоряемому телу 4 длиной I, в результате чего создается электродинамическая сила, действующая на тело, которая стремится вытолкнуть его в направлении, противоположном подключению генератора . На диэлектрический немагнитный стержень 1 намотаны на одинаковом расстоянии один от другого соленоидные катушки, соединенные встречно-последовательно в единую цепь. Ускоряемое тело 4 движется на определенном расстоянии от датчика, и по нему непрерывно протекает рабочий ток ускорителя . Взаимная ориентация токопроводов и плоскости витков датчика такова, что магнитный поток, пронизывающий витки катушки, обусловлен лишь участком движущегося тела длиной I. 3 ил. (Л С vj о о о оэ

Г-,Е pv;;e

CO,, ил:,1- Е Ск и>, РЕСПУБЛИК (st)5 G 01 P 15/11

ГОСУДАРСТ8ЕНнЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С)

С»

О

1СО (ТЪг 1 (21) 4685162/10

{22) 27.04.89 (46) 07.01.92, Бюл. N. 1 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Г.Н. Левина, В В. Степанов и А.В. Черенков (53) 531.768 (088.8) (56) Cook R.W. Observation and analysis of

Current carrying plasmas in à railgun. IFFY

Transarzions on magnetics, 1987, vol MAG-22.

N6,,р. 1423 — 1428. (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИН l !,1 И -1 Е С К И X У С К О P И т Е Л Е Й Т И П А

"РЕЛЬСОТРОН" (57) Изобретение относится к области исследования poLleccoB движения тел. Целью изг".- --т;=.—,",Р .-..;0=-тс-" ",сeышен;". то-:p,ст.1.., . Ж 1704098 А1

Рабочий ток ускорителя протекает по токопроводам 3 и ускоряемому телу 4 длиной I, в результате чего создается электродинамическая сила, действующая на тело, которая стремится вытолкнуть его в направлении, противоположном подключению генератора. На диэлектрический немагнитный стержень 1 намотаны на одинаковом расстоянии один от другого соленоидные катушки, соединенные встречно-последовательно в единую цепь. Ускоряемое тело 4 движется на определенном расстоянии от датчика. и по нему непрерывно протекает рабочий ток ускорителя. Взаимная ориентация токопроводов и плоскости витков датчика такова, что магнитный поток, пронизывающий витки катушки, обусловлен лишь участком движущегося тела длиной I. 3 ил.

04098 .--ветс 8 с-.í i=a:тся к области исследсва ия процессов движения тел и плазменных поршней в злектродинамических ус сои-елях типа "рельсотрон".

Целью изобретения является повышение точности

На фиг. 1 изображена структурная схеMB датчика скорости со встречным включением катушек, установленного нэ ускоряющей системе ЭДУ; на фиг. 2 — график ЭДС, наводимой в одном витке катушки в зависимости от положения тела с протекающим по нему током при постоянной скорости тела; на фиг. 3 — график зависимости

ЭДС, наводимой в датчике скорости встречным включением катушек при постоянной скорости тела.

Датчик содержит диэлектрический немагнитный стержень 1 диаметром d. ряд отдельных соленоидов 2, намотанных на нем на одинаковых рассгояниях один от другого. токопроводы 3 ускорителя, ускоряемое тело 4 или плазменный поршень и регистрирующее устройство 5. Катушки соленоидов соединены встречно-последовательно (фиг. 1) в единую цепь, имеющую один выход, подключаемый к регистрирующему устройству 5. Генератор импульсного тока подключается к торцам токопроводов ускорителя, Рабочий ток ускорителя протекает по токопроводам 3 и ускоряемому телу 4 длиной I. в результате чего создается электродинамическая сила, действующая на тело, которая стремится вытолкнуть его в направлении противэполом:нов подключению генератоса Таким образом, на расстоянии а от датчика движется участок токопровода, по которому непрерывно протекает рабочий ток ус орителя. Взаимная ориентация токог„-:t „- 8 и плоскост1; итков датчика тако8-.-. Ч-С МагНИтНЫй ПОТОК, ПРОНИЗЫЕаЮЩИй

8; -va ка, щек. o"ó8" елен лишь участком

=..ж. ще ося тела дли-ой 1 4 агнитный flото., ронизыаающиЙ одиночнь:.й контур катушки датчика при a» d, определяется

8Ь,Pa× ЕЧИЕМ

Ф=А. а

1 л е л ===ä„òI S;

Ю и-- абсолютная л =- нитная проницаемOCTb

1 — рабочиЙ ток протекающий по передлина токовой Г сремычки:

S — площадь контура витка;

2о — продольная координата рассматриеаег ого контура;

2 — текущая координата тела. зависящая от времени.

Величина ЭДС, наводимая в одном витке катушки при постоянной величине рабочего тока I. равна бФ ЗАаН(Т вЂ” 2

dt 2+, 2 2 де Ч вЂ” мгновенная скорость перемычки.

На фиг. 2 представлена зависимость I от положения тела при постоянной скорости Ч.

Эта зависимость имеет два экстремума при значении Vt = 2 + а/2. абсолютная величина которых

48А Ч у72, з

Соединив соседние катушки встречным включением, получают датчик, в котором зависимость наведенной ЭДС приведена на фиг. 3.

Анализ графиков показывает, что оптимальным с точки зрения максимума наводимой ЭДС расстоянием между катушками датчика при встречном включении является величина Ь = а. Для встречного включения катушек максимальное значение функции I ! ть - 21еь.

Измерив временной интервал и между соответствующими нулями функции! и, зная расстояние между катушками Ь, можно определить среднюю скорость на -м участке датчика по формуле для встречного включения катушек датчика:

Ь

Ч =Ь вЂ” °

Ь

На основании полученных формул рассчитаны основные характеристики индуктивного датчика для ускорителя со следующими параметрами: 1 = 500 кА, I =

-0,01м.d=0,02м,$-3 10 м,а=0,05м, Ч=10 м/с, Ь = 0,05 м.

Максимальное значение ЭДС, наводимое в одном контуре катушки. составляет

Im - =1,1 В.

Следует отметить, что отдельная катушка датчика может состоять как из одного, так и из нескольких витков. В последнем случае

ЗДС на контуре датчика равно I x m, где m— число витков в катушке. Однако для сохранения точности необходимо, чтобы ширина намотки отдельных катушек была бы много меньше расстояния между ними. В рассл1атриваемой модели Ь - 0,5 м, следовательно, допустимо m = 10, если для намотки использовать провод диаметром не более 0.5 мм.

В этом случае максимальное значение Э С составит Imb = 17 В. Величина Atr = 5 10 с.

Такой уровень сигнала надежно регистрируется на фонд возможных помех.

1704098

Величина скорости тела в процессе ускорения меняется, следовательно, изменяется как величина амплитуды l, наводимого в датчике сигнала, так и расстояние между нулями gati регистрируемой функции 1.

Формула изобретения

Датчик скорости для злектродинамических ускорителей типа "рельсотрон", содержащий набор соленоидных катушек, расположенных на изолирующем немагнитном стержне, токолроводы с ускоряемым телом, передающий кабель и регистрирующееустройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, солено5 идные катушки соединены встречно-последовательно и размещены между собой на одинаковом расстоянии. равном расстоянию от оси стержня до плоскости. проходящей через оси токопроводов, и подключены

10 передающим кабелем к регистрирующему устройству.

: .- т е л ь г, г" = i а р о в а

i ° ред М.Моогентдл t,oppe :òoð Л.Патай

Ззказ 61 ог ж Г;одnL/cное

ВНVlVi . i t осу„-врс вечногс комитета по изобретениям и открьтиям при ГКНТ СССР

113" 35, Москва, Ж-35, Рауыская наб., 4/5 г1,".". зворственно- ;зле-е "t.ский комб 4 ат "Г атент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101