Струнный дус-акселерометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 569951 (6l) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 02.04.76 (21) 2340775/10 (51) М. Кл.

G 01 Р 3/70 с присоединением заявки №

Государственный номитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77 Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 21.09.77 (53у УДК 681.2.083. .8: 531.76(088. 8) (72) Авторы изобретения

В, Е. Мельников и К. М. Лукомский (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институ им, Серго Орджоникидзе (54) СТРУННЫЙ ДУС АКСЕЛБРОМЕТР

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частностик датчикам угловых скоростей и акселерометрам со струнными преобразователями, Известные ДУСы и акселерометры со струнными преобразователями сложны или обладают большими погрешностями, связанными с релаксационными явлениями в материале упругих ленточных подвесов, температурными погрешностями, а также погрешностями gg от линейных перегрузок f1) и 2j.

Для повышения точности и надеи ости в предлагаемом устройстве четыре параллельные трубчатые консоли равномерно располо- 15 жены на кожухе гироузла и скреплены с ним так, что вектор кинетического момента перпендикулярен к оси подвеса, а оси чувствительности струнных датчиков располояены радиально относительно центра масс гироузла. 20

На чертеже представлена упрощенная канотруктивная схема устройства.

Устройство содержит герметичный корпус

1, заполненный приборной жидкостью, и гироузел 2, закрепленный с помошью кварце- 25

2 вого кольца 3 и четырех трубчатых упругих подвесов 4 на основании 5.

Трубчатый подвес 4 представляет собой консольный элемент в виде сужаюшейся в форме пипетки трубки, внутри которой размешен стержень 6, жестко скрепленный изнутри с торцовыми частями трубки. Вдоль средней части стержня 6 натянуты струны 7. Внуч ренний объем трубки герметизирован и в нем обеспечен вакуум, Кроме этого, устройство имеет обмотку термостатирования 8, заглушку 9 и термо» изоляционную прокладку 10.

Для упрошения графической части на чертеже не показаны элементы системы возбуж дения струн и токоподводы.

ДУС - акселерометр работает следуюшим образом.

При появлении угловой скорости иО по из мерительной оси гироскопичеслий момент скру чивает трубчатые консоли 4, деформирует расположенныевнутриих стержни 6, меняя натямение струн 7 и их собственные часто»ты поперечных колебаний., Разность частот поперечных колебаний струн каждого из дат»

569951

3 чиков в консолях 5 молет служить мерой иэмеряемых угловых скоростей.

Одновременно с появлением линейных уокорений в плоскости, перпендикулярной к оси консолей, происходит линейное смещение гироузпа в попе инерционных сил. При этом разность частот струн датчиков в консолях

4, размещенных Ilo оси У, функционально связана с проекцией ускорения на ось Х. Анапв гично разность частотструн датчиков по оси Х функционально связанг с проекцией линейных ускорений на ось У, f fe

30 (2) e fy й-= 4 (3) .d5 (4) (5)

40 (63 (7} (8) 45 т„ где Т©, fo - начальные натяжения и часто та струн;

4 < - изменение натяжения струны от угловой скорости аО; 0

QT Wx p QTw) - измерение натяжения струн от линейных ускорений

Мф и МГц, измеряемых струч

4 ными, датчиками.

Полагая характеристики всех струнных бб датчиков идентичными и такую конструктивТаким образом, в выходном сигнале, сформированном по разности частот струн оду ного и того же датчика, одновременно присутствует информация как об угловой скорооти со, так и проекциях М/„, < линейного ускорения на соответствующую ось.

Если выходной сигнал. формировать по pae., ности частот струн различных датчиков, раз мещенных по оси У или Х, можно разделить сигналы и выделить информацию по угловой скорости и проекциям линейных ускорений.

Частоты; струн всех четырех датчиков у, можно представить в следующем виде: ную реапизацию струнных элементов, которая гарантирует справедливость неравенства

« 1. при воздействиях на чувствительd? ный элемент угловых скоростей и линейных ускорений, предусмотренных техническим за» цанием, линеаризуя выражения (l) - (8) в окрестности точки -9- -«О, можно получить

? т, выражения для разностей частот струн в виде

1 6 У 2 3 9 47 4 4 ? . ьrø

3, f,.f f .f iTwx (10)

О S 7 9 Ч о йТм у (11) о

Таким образом, линейная комбинация частот. струн согласно выражениям (9) - (11) позволяет получить информацию и об угловой скорости ю, и о проекциях М(к, М ц линейных ускорений.

Конструкция устройства обеспечивает че тырехкратное резервирование системы съема сигнала по угловой скорости ю и двухкрат ное по линейным ускорениям, Наличие приборной жидкости снижает, степень влияния на работу устройства вибрационных и ударных перегрузок, а обмотка термостатирования позволяет обеспечить стабильные условия ра боты струнных преобразователей.

Ф ормула изобретения

Струнный ДУС-акселерометр, содермещий заполненный жидкостью герметичный корпус, гироузел, упругий подвес в виде трубчатых консопей со стержнями но осям трубок, жесr ко;скрепленными изнутри со стороны торцов, струнные датчики, закрепленные на средних частях стержней, и систему термостатировв ния, о т л и ч а ю щ .и и с я тем,что,с целью повышения точности и надежности, четы-. уе параллельные трубчатые консоли равномерн@

)расположены накожухе гироузла и скреплены с ним так, что вектор кинетического момента перпендикулярен к оси подвеса, а оси чув ствительности струнных датчиков распопоже ны радиально относительно центра масс гироузла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA М 3.630,091, кп. 73-1..

28.12.7 1.

Авторское свидетельство М 322720, кл. & Olp 3/70. 01.07.70.

569951

Составитель А, Широченский

Заказ 3283/36 Тираж 11О1 Подлисное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССГ по делам-изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4