Поворотная платформа для калибровки датчиков угловых скоростей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () 1) 525891 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51) М. Кл.

6-01 Р 21/00 (22) Заявлено14.04.75 (21)2128267/10 с присоединением заявки № ..

Гооударстаеннмй комотет

Совета Мнннотроа СССР ае делам нэобрвтенно

N открытой (23) Приоритет (53) УДК 531.768 (088.8) (43) Опубликовано 25.08,76,6þëëåòåíü № 31 (45) Дата опубликования- описания 23.11.76

P. Ю. Бансевичюс, А. И. Вазнелис, И. И. Гасюнас, С. И. Гриченко, В. А. Новихин, П. И. Пландин и К. М. Рагульскис (72) Авторы изобретения а !

Каунасский политехнический институт им., A, Снечкуса (71) Заявитель (54) ПОВОРОТНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

ДАТЧИКОВ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ка ,либровки датчиков угловой скорости, приме няемых преимущественно в гироскопических устройствах. 5

Для калибровки и проверки гироскопичес» ких приборов в лабораторных и заводских условиях применяют установки с механическими редукторами или вариаторами. Так в конструкции наиболее распространенной в ð ,СССР малогабаритной установки МПУ-1, (разработка СКБИЭА) применен фрикционный вариатор, который обеспечивает диапазон угловых скоростей платформы от 0,03««

150 град/сек. LS

Известен четырехконтактный инерционный стол, созданный оптический кампанией ГЕРУА . в Питсбурге (21, предназначенный для .испытаний гироскопов, акселерометров и систем .наведении ракет для воздушных сил США. gp

Оси стола смонтированы на воздушных под шипниках и приводятсп в движение электро-: двигателями постоянного тока, управляемы-;

L km от датчиков положения скорости, в каче» стве которых прттмененьт индуктосины. Этим об

2 обеспечивается два режима работы непрерывного вращения и позиционирования в опре деленном положении.

1 Известно построение платформы с широким диапазоном регулирования угловой ско,рости при помощи управляемых муфт с ма« лой постоянной времени, например пьеэокри,сталлических. Поворотная платформа через управляемую муфту подключается к двигателю постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости (например 1:100).

Муфта управляется от генератора импульсов регулируемой; частоты и скважности. Стабильность такой системы сильно зависит от постоянной момента, приложенного к платформе (3g .

Известен также стенд для градуировкн 4 акселерометров (1 1, содержащий опорный элемент для крепления испытуемого прибора, привод, выполненный в виде пьезопреобраэователей, прижатых к опорному элементу и присоединенных к генератору через переключающее устройство.

Однако для него характерен сравнитель ! но узкий диапазон измерения угловой скоijlocTH Особенно B сторону малых JIossIx скоростей.

Белью изобретении является расширение диапазона, регулирования угловых скоростей и уменьшение крутильных колебаний.

Это достигается тем, что привод выпол-, нен в виде упруго прижатых к поворотному столу пьезокерамических преобразователей с нарушенной симметрией обкладок, танген- . циальное перемещение которых ограничено упругимИ упорами.

На фиг. 1 приведена принципиальная схе-, ма предложенной платформы, на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показаны . рмы напряжения на выходе генератора им-:15 пульсов и на обкладках пьезокерамическога ! преобразователя.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - стол платформы, смонтированный на подшипниках, 2 и 3 - пьезокерамические О пластинки, упруго прижатые к столу при по-1 мощи пружины, 4 и 5 - упругие упоры, ограничивающие тангенциальйае перемещение пьезокерамических пластин 3, 6 гене- 4, ратар импульсов регулируемои частоты и скважности, подключенный к управляющему входу переключающего .устройства 7, 8генератор ультразвуковых электрических колебаний, подключенный к одному входу переключающего устройства 7, 9 — круговой M растр, жестко соединенный со столом платформы 1, 10 — Осветитель, 11 — фотадиод, присоединенный через усилитель 12 к счетчику импульсов 13. В столе 1 выполнены выемки 14, образующие внешнее кольцо сто- х, ла 1 5, объединенное при помощи перемычек

l6 с внутренней частью стола 17. Симмет- рия пьезокерамических: преобразователей, 3 нарушена тем, чта обкладки каждой пьезокерамической пластинки в местах, обозначен- О ных цифрой 18 отсутствуют, т. е. каждая половина пластины 3 становится как бы биморфиой. К пластине 3 прикреплены контактирующие элементы 19, выполненные из маГ ериала с высокой износостойкастью. 5

При подключении высокочастотного напряжения генератора 8 к обкладкам пьезокерамической пластинки 3 она начинает колебатьсяр при этом ввиду Введенной асимметриир контактирующие элементь1 19 саверша1от 5О эллипсообразцые движения (происходит коле-, бание) по длине пласп1ики, кроме того, из- 1 ,за того, что участки 18 со снятыла1 обклад- ,кал1И превратили пластинку в бимарфную, .возбуждаются колебания изгиба с той же: 5 частотой. Конт.-1ктируюшие элементы l 9 каждой пластины 3 движутся в ту же сторону (т.е. по ш и против часовой стрелки), но со сдвигол1 по фазе, равным 180 . Ввиду того» чта кантактируюп1ис элемаHTbl упруго ® прижаты к столу 1, а тенгенциальнае перемещение их ограничено упругими упорами 5, стол начинает вращаться, а угловая скорость зависит от частоты и амплитуды колебаний.

Расширение диапазона регулирования ух лозой скорости достигается тем, чта высокочастотное напряжение подают на обкладки пьезокерамического преобразователя пачка- ми регулируемсй частоты и продолжительности. Это обеспечивает переключающее ус-I тройство 7, которое управляется генератором импульсов 6.

Упругое соединение внешнего кольца стола 15 с внутренней частью стопа 17 уменьшает уровень крутильных колебаний стола, при этом частота собственных колебаний внешнего стола 15 должна быть ниже частоты пачек импульсов. Измерение угловой скорости паоисходит при помощи кругового растра 9, сигналы с которого поступают в усилитель .L2 и цифровой счетчик. импульсов 13.

Изобретение позволяет строить поворотные платформы с широким диапазонам pely> дирования угловой скорости без механических управляющих звеньев, т.е. чисто электри11ески. Это помогает осуществить обратную связь по скорости, а также осуществить различные законы угловой скорости во времени (при снятии амплитудно-частотных характеристик датчиков гироустройств).

Формула и з а б р е т е н и я

Поворотная платформа для калибровки датчиков угловых скоростей, содержащая опорный элемент для крепления испытуемого прибора, привод, выполненный в виде пьезапреобразователей, прижатых к опорному элементу и присоединенных к генератору через переключающее устройство, о тличаюшаяся тем,что,сцелью расширения диапазона регулирования угловых скоростей и уменьшения крутильных колебаний,пьезокерамическиепреобразователи выполнены с нарушенной симметрией обкладок,. тангенциальное церемешение которых ограничено упругими упорами, при этом опорный элемент выполнен с выемками, образующими внешнее кольцо, объединенное при помо1ци перел ычек с внутренней частью пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Патент США N 3830091, кл. "f3-1, 1974, прототип.

2 "Зарубежная военная хроника", № 28-29, 1973.

3, Справочная книга по технике автома, тического регулирования", под ред. Дж. Трак1.„ села М., 1 )62, стр. 132.

525891

4 -А

Составитель Н.Траникова

Редактор Е. Кравцова Техред И, Ковач Корректор Я, Золотовская

Заказ 5150/492 Тираж 1020 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иаобретений и открытий

113ОЗ5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г Ужгород, ул, Проектная, 4