Преобразователь линейных ускорений

 

Использование: относится к информационно-измерительной технике, а более конкретно к средствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени, Сущность изобретения измерительные обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с подвижным элементом, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 P 15/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885361/10 (22) 26,11.90 (46) 07,11.92, Бюл. ¹ 41 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) И.Х.Хайруллин, И,cD, Янгиров и Ф;Р.Исмагилов (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 1051436, кл. G 01 P 15/11, 1983, 2. Авторское свидетельство СССР

N 1642404, кл. G 01 P 15/11, 1989. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а более конкретно — к средствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени.

Известен преобразователь линейных ускорений (1), содержащий полый магнитопровод с прямоугольным внутренним пол юсом, две обмотки у основания магнитопровода, соединенные внутренней ферромагнитной осью, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита, высота которого равна высоте внутреннего кругового полюса и который свободно охватывает ферромагнитную ось магнитопровода, при этом магнитопровод выполнен составным, содержащим две симметричные магнитомягкие цилиндрические части, состыкованные друг с другой через кольцевую диамагнитную прокладку, а весь магнитопровод преобразователя заключен в диамагнитный корпус-экран, при этом внутренняя ось магнитопровода выполнена Ы 1774269 А1 (57) Использование: относится к информационно-измеритегьной технике, а более конкретно к средствам индикации и контроля изменений второй производной скорости летательных объектов по времени, Сущность изобретения: измерительные обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с подвижным элементом, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода. 1 ил. составной, содержащей два идентичных цилиндрических стержня из магнитомягкого материала, жестко связанных друг с другом соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равным диаметру стержней, причем внутренняя поверхность отверстия подвижного элемента снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопровода.

Недостатком известного преобразова- теля линейных ускорений является низкий, уровень выходного информационного сигнала, ввиду отсутс ливия элементов преобразования потоков рассеивания в полезный информационный сигнал.

Наиболее близким по технической сущ-, ности является выбранный за прототип првобразователь линейных ускорений (2), содержащий цилиндрический повый мегнитопровод с прямоугольным внутренним пог юсом, две обмотки у основания мвгннтопровода, соединенные внутренней фереомагнитной осью. и подвижный элемент, 1774269 выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита, высота которого равна высоте внутреннего кругового полюса и который свободно охватывает ферромагнитную ось магнитопровода, при этом магнитопровода выполнен составным, содержащим две симметричные магнитомягкие цилиндрические части, состыкованные друг с другом через кольцевую диамагнитную прокладку, а весь магнитопровод преобразователя заключен в диамагнитный корпус-экран, при этом внутренняя ось магнитопровода выполнена составной, содержащей два идентичных цилиндрических стержня из магнитомягкого материала, жестко связанных друг с другом соединительной диамэгнитной вставкой с диаметром, равным диаметру стержней, причем внутренняя поверхность отверстия подвижного магнита снабжена запрессованной в нее фторопластовой втулкой, свободно охватывающей внутреннюю ось магнитопровода, а также дополнительно введено кольцо, выполненное из диамагнитного материала, расположенное на прямоугольном внутреннем полюсе магнитопровода.

Недостатком данного технического решения является низкий уровень выходного информационного сигнала, что обусловлено отсутствием элементов преобразования потоков рассеивания (полей рассеивания в свободных окнах магнитопровода, в околополюсном пространстве. поля выпучивания полюса) в полезный информационный сигнал, Цель изобретения — повышение уровня выходного информационного сигнала, Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе линейных ускорений, содержащем составной цилиндрический полый магнитопровод из симметричных частей, состыкованных друг с другом через кольцевую диамэгнитную прокладку; две измерительные обмотки у основания магнитопровода, соединенные внутренней составной ферромагнитной осью, жестко связанные друг с другом соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равным диаметру оси, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита и свободно охватывающего ферромагнитную ось через запрессованную в него фторопластовую втулку, в отличие от прототипа, измерительные обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси, и закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с подвижными элементом, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода.

В науке и технике широко известна применение вышеперечисленных элементов (пружин в устройствах автоматики). Однако именно такое соединение элементов конструкции, т,е, выполнение измерительной обмотки в виде пружины, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнит5

d фР

Ос где Фо — основной поток;

Ф - потоки рассеивания;

30 Это соответствует критерию "Существенные отличия".

На фиг, 1 представлен преобразователь линейных ускорений.

Преобразователь линейных ускорений

35 содержит составной цилиндрический полый магнитопровод из симметричных частей I, 2, состыкованных друг с другом через кольцевую диамагнитную прокладку 3, две измерительные обмотки 4, 5 у основания 6, 7

40 магнитопровода, соединенные внутренней составной ферромагнитной осью 8, 9, жестко связанные друг с другом соединительной диамагнитной вставкой 10 с диаметром, равным диаметру осей 8, 9, и

45 подвижный элемент 11, выполненный в виде кольца из радиально намагниченного магнита и свободно охватывающего ферромагнитную ось 8, 9 через запрессованную в него фтороплэстовую втулку 12, Измери50 тельные обмотки 4. 5 (соединенные согласно-последовательно) выполнены в виде пружины 13, 14, свободно охватывающей и распределенной по ферромагнитной оси 8, 9 и закрепленной жестко у основания 6, 7

55 магнитопровода одним концом, а Другим концом связанной с подвижным элементом

11, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей

1, 2 магнитопровода. Магнитопровод преобной оси, закрепленной жестко у основания магнитопроводэ, одним концом, а другим концом связанной с подвижным элементом, причем последний расположен сиМметрич15 но относительно состыкованных частей магнитопровода, позволяет получить новый эффект, а именно — повышение уровня выходного информационного сигнала за счет преобразования потоков рассеивания пре20 образователя в полезный сигнал, т.е. поля рассеивания непосредственно замыкаются через измерительную обмотку и наводятдополнительное к основной ЭДС в процессе работы:

25 0Фо бт

1771269 раэователя снабжен внешним диамагнитным корпусом (на фиг. 1 не показан), выполняющим функции электростатического экрана.

Заявляемый преобразователь работает следующим образом:

При перемещении контролируемого объекта с неизменной скоростью, подвижный элемент 11 находится в нейтральном состоянии относительно симметричных частей 1, 2 магнитопровода и в обмотках 4, 5

ЭДС наводиться нй будет.

Если контролируемый объект перемещается с постоянным временным градиентом скорости {ускорения), то имеет место фиксированное смещение подвижного элемента 11 вдоль ферромагнитной оси 8, 9 благодаря пружинами 13, 14, переменная составляющая магнитного потока отсутствует, и ЭДС в измерительных обмотках 4, 5 наводиться не будет, В случаях, когда перемещение исследуемого объекта сопровождается вибрациями ускорения, на подвижный инерционный элемент 11 воздействует переменное по величине и знаку усилие; вызывающее непрерывное смещение магнитного кольца 11 вдоль ферромагнитной оси 8, 9. Происходящее при этом перераспределение излучаемого подвижным элементом 11 магнитного потока между двумя расчлененными диамагнитной прокладкой 3 ветвями магнитопровода приводит к появлению на выходе согласно-последовательных включенных измерительных обмоток-пружин 13, 14

ЭДС, величина которой является в каждый момент времени пропорциональной временному градиенту ускорения контролируемого объекта, При этом особенностью функционирования данного преобразователя является то, что кроме основного потока, замыкающего через магнитопровод и ось преобразователя, в наведении ЭДС на выходе сигнальных обмоток 4, 5 участвуют также магнитные потоки рассеивания: благодаря замыканию их через измеритель5 ные обмотки-пружины 13, 14, что создает дополнительное значение ЭДС, В итоге, результирующее значение выходного информационного сигнала повышается.

Таким образом, предложенная конст10 рукция, по срэвнению с прототипом, позволяет повысить уровень выходного информационного сигнала. Одновременно существенно повысится чувствительность и крутизна преобразовательной характери15 стики преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь линейных ускорений, содержащий составной цилиндрический по20 лый магнитопровод из симметричных частей, состыкованных одна с другой через кольцевую диамагнитную прокладку, две измерительные обмотки, соединенные внутренней составной ферромагнитной

25 осью, жестко связанные одно с другой соединительной диамагнитной вставкой с диаметром, равным диаметру оси, и подвижный элемент, выполненный в виде кольца из радиального намагниченного магнита и сво30 бодно охватывающего ферромагнитную ось через запрессованную в него фторопластовую втулку, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня выходного информационного сигнала, измерительные

35 обмотки выполнены в виде пружины, свободно охватывающей, распределенной по ферромагнитной оси и закрепленной жестко у основания магнитопровода одним концом, а другим концом связанной с

40 .подвижным элементом, причем последний расположен симметрично относительно состыкованных частей магнитопровода, 1774269

5 11 2

Составитель И. Хайруллин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И Муска

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3924 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5