Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону



Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону
Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону

 


Владельцы патента RU 2460079:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение предназначено для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления. Стенд содержит поворотную платформу, два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек, находящихся в рабочих зазорах электромагнитов на едином каркасе, соединенном с поворотной платформой посредством безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, закрепленный на ее валу, систему управления, частотный детектор, усилитель и электромагнитную пружину, выполненную в виде электромагнита с явно выраженными полюсами. Изобретение обеспечивает возможность воспроизведения гармонических угловых скоростей больших амплитуд с меньшей погрешностью, в расширенном частотном диапазоне. 2 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления.

Известно устройство для задания гармонических угловых скоростей (патент RU 2345370 C1), выбранное в качестве прототипа. Прототип содержит два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с поворотной платформой с помощью безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы и систему управления. Недостатками устройства являются недостаточно широкий частотный диапазон, малые амплитуды и высокая погрешность воспроизводимых угловых скоростей.

Задачей изобретения является расширение частотного диапазона, увеличение амплитуд и снижение погрешности воспроизводимых угловых скоростей. Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с поворотной платформой с помощью безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, систему управления, дополнительно вводятся частотный детектор, усилитель и электромагнитная пружина, выполненная в виде электромагнита с явно выраженными полюсами, якорь которого закреплен на валу платформы, а магнитопровод жестко закреплен на основании, причем вход частотного детектора подключен к выходу датчика угла поворота платформы, а выход детектора соединен с входом усилителя, выход которого подключен к обмотке намагничивания электромагнитной пружины. Кроме того, датчик угла поворота платформы закрепляется на валу платформы соосно с ней, а каркас обмоток управления закреплен на основании посредством направляющей. Схема предлагаемого стенда показана на фиг.1, где 1 - поворотная платформа, 2 - каркас обмоток управления, 3 - направляющая, 4 - обмотки управления, 5 - постоянные электромагниты, 6 - безлюфтовый шарнир, 7 - датчик угла поворота платформы, 8 - система управления, 9 - обмотка намагничивания электромагнитной пружины, 10 - частотный детектор, 11 - усилитель. На фиг.2 представлено детальное изображение узла электромагнитной пружины, где 12 - узел электромагнитной пружины, 13 - якорь электромагнитной пружины, 14 - магнитопровод электромагнитной пружины.

Принцип работы стенда заключается в том, что синусоидальное напряжение требуемой частоты, выработанное с помощью системы управления 8, подается на включенные последовательно обмотки управления 4, вследствие чего последние приводятся в возвратно-поступательное движение, которое передается с каркаса 2 на поворотную платформу 1 через безлюфтовый шарнир 6. Информация об угловом положении поворотной платформы 1 передается с датчика угла 7 в систему управления 8. Принцип обеспечения резонансного режима работы стенда заключается в том, что частота угловой скорости поворотной платформы 1 определяется с помощью частотного детектора 10 и пропорционально ей изменяется сигнал на его выходе, который после усиления усилителем 11 подается на обмотку намагничивания 9 электромагнитной пружины 12. Вследствие этого возрастает магнитный поток в магнитной цепи электромагнитной пружины 12, магнитная индукция в воздушном зазоре между якорем 13 и магнитопроводом 14, вследствие чего увеличивается жесткость электромагнитной пружины 12. Таким образом, жесткость электромеханической системы стенда изменяется в соответствии с частотой воспроизводимой угловой скорости, что позволяет за счет обеспечения резонансного режима работы стенда существенно расширить частотный диапазон и увеличить амплитуду воспроизводимых угловых скоростей. Расположение датчика угла поворота платформы 7 соосно с ней снижает момент инерции подвижной части стенда и погрешность отсчета углового положения поворотной платформы 1. Закрепление каркаса обмоток управления 2 на основании посредством направляющей 3 также приведет к расширению частотного диапазона и амплитуд воспроизводимых угловых скоростей.

Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону в заданном диапазоне частот, содержащий поворотную платформу, два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с платформой посредством безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, выход которого подключен к входу системы управления, отличающийся тем, что он дополнительно содержит частотный детектор, усилитель и электромагнитную пружину, выполненную в виде электромагнита с явно выраженными полюсами, якорь которого закреплен на валу платформы, а магнитопровод жестко закреплен на основании соосно с осью вращения платформы, причем вход частотного детектора подключен к выходу датчика угла поворота платформы, а выход частотного детектора соединен с входом усилителя, выход которого подключен к обмотке намагничивания электромагнитной пружины, при этом датчик угла поворота платформы закрепляется соосно с ней, а каркас обмоток управления закреплен на основании посредством направляющей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах контроля, управления и защиты грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для калибровки термоанемометрических датчиков скорости потока жидкости и может быть использовано для повышения информативности геофизических исследований скважин, проводимых с применением термоанемометрических датчиков.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может применяться для поверки класса измерителей скорости (ИС) движения транспортных средств (ТС), использующих видеокамеру.

Изобретение относится к способу и устройству для возбуждения волн в стержнях с целью калибровки датчиков ускорения и датчиков силы, в частности, с большими амплитудами.

Изобретение относится к малогабаритным вибрационным датчикам угловой скорости (ДУС), в частности к производству и технологии балансировки пьезоэлектрического балочного биморфного чувствительного элемента ДУС.

Изобретение относится к способу калибровки масштабного коэффициента осесимметричного вибрационного гиродатчика угловой скорости, работающего при подаче сигнала (СА) управления амплитудой и сигнала (СР) управления прецессией на вибратор (1), совершающий колебания с заданной частотой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения нелинейности выходной характеристики акселерометров. .

Изобретение относится к измерительной технике и технике воздухоплавания, а именно к измерителям параметров полета летательного аппарата (ЛА), и может быть использовано в летных испытаниях летательного аппарата для определения действительных значений воздушных параметров и оценки средств определения воздушных параметров ЛА.

Изобретение относится к области измерений ускорения или импульсов ускорения при наличии направления движения и может быть использовано для тарировки и поверки приборов и устройств, а именно акселерометров.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении маятниковых компенсационных акселерометров (МКА)

Изобретение относится к области приборостроения бесплатформенных инерциальных систем ориентации и навигации летательных аппаратов, морских и наземных подвижных объектов, внутритрубных инспектирующих снарядов магистральных трубопроводов и других подвижных объектов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для установки и предварительной оценки заявленных технических характеристик приборов для измерения угловой скорости и углового положения. Технический результат - создание с минимальными затратами устройства для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора, предназначенного для использования в различных областях техники с целью измерения, контроля угловой скорости вращения и углового положения в инерциальном пространстве, с обеспечением требуемой минимальной точности осевого перемещения. Достигается тем, что устройство для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора содержит неподвижное основание, оборудованное устройством горизонтирования, на котором установлено основание, выполненное в виде вертикальной рамочной стойки, оснащенной плоской установочной площадкой, плоскость прилегания которой совпадает с осью симметрии основания, которая в свою очередь совпадает с осью симметрии измерительного прибора. В нижней части стойки жестко закреплен стержень в виде оси, оснащенной в своей центральной части упорным буртиком, а в верхней части стойки 3 выполнено установочное отверстие для размещения угломерного оптического прибора и перпендикулярно ему - резьбовое отверстие для винтового фиксатора. Упорный буртик в нижней части оснащен фаской, имеющей аналогичный профиль с фаской, выполненной в установочном отверстии неподвижного основания. 3 ил.

Изобретение относится к коррекции систематических ошибок в сенсорном устройстве. Сущность изобретения заключается в том, что производится коррекция систематической ошибки сенсорного устройства, имеющего множества акселерометров, сконфигурированных для измерения ускорения силы тяжести. В способе осуществляют: вращение множества акселерометров вокруг первой оси; получение первой группы калибровочных измерений от множества акселерометров в результате вращения вокруг первой оси; определение первой систематической ошибки для каждого из множества акселерометров с использованием первой группы калибровочных измерений; и исключение первой систематической ошибки из измерений сенсорного устройства для коррекции систематической ошибки. Технический результат - устранение или корректирование систематических ошибок в сенсорных устройствах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам и устройствам для определения чувствительности пьезоэлектрических акселерометров на низких частотах. Сущность способа градуировки пьезоэлектрического акселерометра на низких частотах заключается в том, что акселерометр поворачивают в гравитационном поле Земли с помощью поворотной платформы и измеряют с помощью измерительной цепи выходное напряжение акселерометра, при этом предварительно устанавливают на поворотную платформу акселерометр с его осью чувствительности в вертикальной плоскости под любым углом к горизонтальной оси, совмещают центр масс инерционного элемента акселерометра с осью вращении, меняя частоту вращения, поворачивают акселерометр на угол более 360° на каждой частоте, определяют максимальные значения выходных сигналов на каждой из частот, по которым определяют коэффициенты преобразования для построения амплитудно-частотной характеристики акселерометра в области низких частот. Поворотная установка содержит основание, на котором установлена посредством опор вращения платформа, которая состоит из вала и насадки, имеющей горизонтальную площадку для крепления испытуемого акселерометра, при этом насадка установлена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси вала, на торцевых поверхностях вала нанесена координатная сетка для фиксации их взаимного положения в плоскости сопряжения. Технический результат: уменьшение погрешности калибровки, вызванной действием центробежных сил. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний и градуировок акселерометрических датчиков и другой навигационной аппаратуры, определяющей параметры движения различных по назначению объектов. Центрифуга содержит платформу в виде консольной балки с площадкой для изделия на свободном конце, смонтированной другим концом на вращаемом шпинделе. Консольная балка выполнена телескопической. Подвижная часть консольной балки, несущая площадку, связана с другой частью посредством гибкой связи. Достигается разделение радиальных и поперечных нагрузок, воспринимаемых платформой, между двумя ее элементами: гибкой связью и телескопической балкой. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к струнным акселерометрам для автономного определения параметров движения летательных аппаратов и может быть использовано при производстве струнных акселерометров. Сущность изобретения достигается тем, что способ настройки струнного акселерометра, содержащего струну прямоугольного сечения и консольно-закрепленный пластинчатый подвес с грузом, включающий закрепление концов струны между двух плоскостей, предварительно механически обработанных в двух взаимно перпендикулярных направлениях поперек и вдоль струны, и отличается тем, что струну выставляют по оси симметрии подвеса перпендикулярно его плоскости, закрепляют последовательно концы струны на грузе и корпусе при совмещении поверхностей крепления в одну плоскость, сравнивают частоту автоколебаний струны с заданной и при необходимости корректируют длину струны, исходя из выражения: Δ l = ( f − f 0 ) f   l l 2 y + 1 , где Δl - изменение длины струны; f и f0 - фактическая и заданная частота колебаний струны; l и y - длина струны и прогиб подвеса при расположении струны в одной плоскости, при этом вновь механически обрабатывают поверхности крепления до расположения их в одной плоскости, причем длину струны уменьшают, если частота меньше заданной, и увеличивают, если больше, затем прикладывают к грузу в месте крепления струны усилие, плавно изменяющее натяжение струны в рабочем диапазоне частот, и оценивают изменение амплитуды сигнала со струны, добиваясь точной установкой струны попадания частоты и амплитуды сигнала в заданный допуск, после чего проводят термомеханическое старение акселерометра. Изобретение позволяет сократить длительность стабилизации параметров, время сборки и увеличить выход годных струнных акселерометров при изготовлении. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических ускорений. Способ основан на использовании двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ - ротора и установленного на нем поворотного стола. Исследуемый датчик угловой скорости устанавливается на поворотный стол таким образом, что ось вращения малого стола совпадает с осью чувствительности датчика угловой скорости. При задании скорости вращения ротора для обеспечения воздействия статического ускорения и скорости вращения поворотного стола, изменяющейся по гармоническому закону, в направлении, противоположном направлению вращения ротора центрифуги, на исследуемый датчик угловых скоростей будет поступать модулированный сигнал угловой скорости заданной частоты. Определение амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик датчика производится путем последовательного изменения частоты задаваемой гармонической угловой скорости, а также сравнения сигналов на входе и выходе исследуемого датчика. Технический результат заключается в возможности оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости при воздействии на них статических ускорений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров кварцевых маятниковых акселерометров. Согласно заявленному способу в одну из точек замкнутого контура акселерометра подают синусоидальные, калиброванные сигналы Uг. Для всего требуемого диапазона частот и амплитуд сигналов Uг измеряют выходной сигнал смещения Uсм и выходной сигнал Uвых устройства обратной связи и по отношению их амплитуд к амплитуде сигнала Uг определяют динамические характеристики акселерометра. По первому варианту подают сигнал Uг в датчик силы либо через эталонную нагрузку, либо через дополнительный вход усилителя мощности цифрового устройства обратной связи, соединяя свободный вывод эталонной нагрузки с общей шиной, а сигналы Uсм и Uвых измеряют соответственно со стороны выходов следующих элементов цифрового устройства обратной связи: усилителя-преобразователя и интегро-дифференциирующего усилителя. По второму варианту подают сигнал Uг в датчик силы через эталонную нагрузку, а сигнал Uвых измеряют со стороны выхода интегро-дифференциирующего усилителя устройства обратной связи и подают на активный фильтр, с выхода которого измеряют выходной сигнал U в ы х * . Сигнал Uсм измеряют со стороны выхода усилителя-преобразователя устройства обратной связи. Технический результат - повышение точности измерения динамических характеристик акселерометра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для определения параметров кварцевых маятниковых акселерометров. Согласно способу акселерометр располагают в первом положении на подвижном основании, при котором ось чувствительности пластины акселерометра лежит в плоскости горизонта перпендикулярно горизонтальной оси вращения основания, при этом подают калиброванные по уровню и знаку электрические сигналы Uсм на первый вход устройства обратной связи, для каждого сигнала Uсм измеряют сигнал Uвых на выходе и сигнал U с м ∗ смещения на втором входе устройства обратной связи и определяют зависимость Uвых от U с м ∗ , (статическую характеристику акселерометра «выходной сигнал» - «сигнал смещения»), поворачивают основание на малый угол и повторяют указанные действия, затем вычисляют параметры акселерометра. Техническим результатом является возможность прогнозирования стабильности положения оси чувствительности при смещении центра масс чувствительного элемента из-за дрейфа нуля со стороны входа устройства обратной связи, а также уровня выходного сигнала акселерометра в отсутствие ускорения силы тяжести. 4 ил.
Наверх