Центрифуга

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соевтснн«

Сон иалнстнчесин«

Республик

»» 854454 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (5l }M. Кд. (22)Заявлено 12.07.79 (21) 2795927/28-13

В 04 В 13/00 с присоединением заявки М—

Ьеудараееай «еютвт

CCCP ю девам «эв4ров««1

«вткрыт«В (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 17,08.81 (53 } УДК 629. 196. . 233 (088. 81 (72) Авторы изобретения

А. E. Синельников и В. Н. Повстьев (71) Заявитель (54) ЦЕЕ1ТРИФУ ГА

Изобретение относится к измерительнои технике, предназначено дпя воспроизведения линейных ускорений и может быть использовано в приборостроении, в частности для поверки н градуировки низкочастотных линейных акселерометров.

Известна центрифуга для воспроизведения линейных ускорений, содержащая ротор с установленным на нем поверяемым прибором, приводимый во вращение электродвигателем. Для поддержания заданной угловой скорости ротора Ю, определяющей требуемое значение воспроизводимого ускорения

Q u0 9

3j где и — радиус ротора, центрифуга снабжена замкнутой системой регулирования скорости, включающей последовательно соединенные измерительный преобразователь угла или угловой скорости ротора, регулятор, дискретный преобразователь, частота на выходе которого пропорциональна угловой скорости ротора. Сигнал с выхода преобразователя поступает на вход регулятора, где сравнивается с сигналом от задающего генератора, частота которого пропорциональна заданному значению угловой скорости ротора. При равенстве частот на обоих входах регулятором поддерживается режим постоянной угловой скорости ротора. Данная система регулирования позволяет с высокой точностью воспроизводить среднее значение угловой скорости (1).

Недостатком данной центрифуги является наличие мгновенных колебаний угловой скорости ротора, более чем на один-два порядка -превышающих колебаний среднего значения, что приводит к соответствующей погрешности воспроизведения мгновенного значения ускорения.

Наиболее близкой к предлагаемой является центрифуга, содержащая ротор, двигатель ротора, дискретный

854454 преобразователь угла и угловой скорости и регулятор скорости с блоком суммирования (2 1.

Недостатком данной центрифуги является ограниченная возможность повышения точности стабилизации уг.— ловой скорости, так как лучшие из существующих угловых акселерометров имеют погрешность воспроизведения углового ускорения 0,3-1Х в зависимости от диапазона ускорения.

Цель изобретения — повышение качества выпускаемой продукции за счет более точного воспроизведения мгновенного значения ускорения, воспроизводимого центрифугой.

Указанная цель достигается тем, что центрифуга, содержащая ротор, двигатель ротора, дискретный преобразователь угла и угловой скорости и регулятор скорости с блоком суммирования, снабжена вычислительно-преобразующим устройством и двумя линейными акселерометрами, установленными на роторе таким образом, что их измерительные оси налравлены перпендикулярно радиусу ротора и лежат соответственно в плоскости вращения ротора и перпендикулярной ей плоскости, при этом вход вычислительно-преобразующего устройства соединен с выходами акселерометров, а его выход — с блоком суммирования.

20

30

Центрифуга работает следующим образом.

На чертеже изображена центрифуга.

Центрифуга имеет РотоР 1, установленный в подшипниках корпуса и при-водимый во вращение электродвигателем 2. Центрифуга снабжена регулятором 3 скорости с блоком суммирования, дискретным преобразователем 4 угла и угловой скорости и задающим генератором 5. На роторе 1 центрифуги, на расстоянии 9 от оси вращения, установлены два линейных акселерометра

6 и 7 с аналоговыми выходами, измерительные оси направлены перпендикулярно радиусу ротора, при этом измерительная ось акселерометра 6 лежит в плоскости вращения ротора 1, а измерительная ось акселерометра 7 — в пер50 пендикулярной ей плоскости. Выход акселерометров 6 и 7 соединен со входом вычнслительно-преобразующего устройства 8, à его выход соединен с блоком суммирования регулятора 3

55 скорости.

Средняя угловая скорость ротора 1 поддерживается так же, как у известного. Сигнал дискретного преобразователя 4 угла и угловой скорости, частота на выходе которого пропорциональна угловой скорости ротора 1, сравнивается на входе регулятора 3 скорости с сигналом задающего генератора 5, частота которого пропорциональна заданному значению угловой скорости ротора 1. Регулятор 3 скорости воздействует на напряжение, подаваемое на электродвигатель 2 так, чтобы установился режим синхронизации заданной угловой скорости ротора

1, при котором равны частоты сигналов на выходе преобразователя 4 скорости и задающего генератора 5. При мгно— венных колебаниях угловой скорости ротора 1 на выходе акселерометра 6 появляется сигнал, пропорциональный где Q — ускорение по направлению измерительной оси акселерометра 6.

Этот сигнал преобразуется в вычислительно-преобразующем устройстве 8 по заданному алгоритму настройки и поступает на вход блока сумми— рования регулятора 3 скорости. Замкнутая система, включающая линейный акселерометр 6, вычислителъно-преобразующее устройство 8, регулятор 3 скорости и электродвигатель 2, позволяет устранить мгновенные колебания угловой скорости ротора 1 и повысить точность воспроизведения мгновенного значения ускорения. При отклонении ротора 1 центрифуги в процессе вращения от гЬризонтальной плоскости, в частности для центрифуг с наклонной осью вращения, в выходном сигнале акселерометра 6 появляется дополнительная составляющая, вызванная действием ускорения свободного падения. Эта составляющая компенсируется в вычислительно-преобразующем устройстве 8 по определенному закону сигналом, снимае1ым с выхода акселерометра 7. Вычислительно-преобразую.", щее устройство 8 позволяет ввести в закон регулирования составляющие, пропорциональные среднему значению угловой скорости ротора 1 .и колебанием ее текущего значения.

Данная схема включения линейных акселерометров с аналоговыми выходами и реализуемай с помощью вычислитель5 8544 но-преобразующего устройства пропорционально-интегрально-дифференциальный закон ре улирования позволяют более чем на порядок повысить точность поддержания среднего и текуще5 го значения ускорения, воспроизводимого на центрифуге.

Формула изобретения

Центрифуга, содержащая ротор, дви- g гатель ротора, дискретный преобразователь угла и угловой скорости и регулятор скорости с блоком суммирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества выпускаемой продукции, она снабжена вычислитеЛьно-преобразующим устройством и двумя линейными акселерометрами, установленными на роторе таким образом, 54 Ь что их измерительные оси направлены перпендикулярно радиусу ротора н лежат соответственно в плоскости вращения ротора и перпендикулярной ей плоскости, при этом вход вычнслительно-преобразующего устройства соединен с выходами акселерометров, а его..выход — с блоком суммирования °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнова Г.А. и др. Прецизионная установка для воспроизведения постоянных ускорений. — "Измерительная техника", 1970, 9 12, с 31 .

2. Лей Ст. Применение углового . акселерометра с жидкостным ротором для стабилизации и управления. — "Вопросы ракетной техники", 1970, 92 ° с.80-88.

Составитель Г . Богачева

Редактор Т. Веселова Техр д M.Кощтура Корректор С. Корниенко

Заказ 6558/9 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4