Струнный датчик угловой скорости

Струнный датчик угловой скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

фДТ1.

ОП И Н

ИЗОБРЕТЕНИЯ

00 493732

Союз Советских

Овцивлиетичесиих

Реслублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07.74 (21) 2037?20/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44 (51) М. Кл. G 01р 3/48

Государственный комитат

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.083,72 (088.8) Дата опубликования описания 30.03.76 (72) Авторы изобретения В. И. Кривошей, Д. В. Лебедев, Ю. М. Малкин и А. Н. Тычков (71) Заявитель (54) СТРУННЫЙ ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых скоростей движущихся объектов.

В известных струнных датчиках угловых скоростей, содержащих две ортогональные магнитные системы и одну струну, для электрического разделения полезного сигнала и сигнала возбуждения струна колеблется на второй гармонике, а в точке узла струны жестко закреплен токоподвод.

Однако в таких датчиках для обеспечения в узловой точке надежного электрического контакта необходим жесткий механический контакт струны с токоподводом, что приводит к уменьшению добротности струны и к понижению чувствительности. Малейшее отклонение крепления токосъема от узловой точки уменьшает добротность и искажает вторую гармонику, что приводит к появлению дополнительных погрешностей.

Для увеличения чувствительности и точности измерения датчик выполняют в виде двух параллельных струн, одна пара концов которых электрически изолирована друг от друга и жестко соединена с корпусом, а другая пара концов электрически связана между собой и соединена с корпусом датчика через упругий элемент, причем основная струна находится в поле только итной магнитной системы, а вторая — только в поле другой магнитной системы.

На чертеже показан струнный датчик угловых скоростей.

5 Датчик состоит из двух параллельных струн

1 и 2, корпуса 3, двух ортогональных магнитных систем 4 и 5. В поле магнитной системы

4 находится струна 2, а в поле магнитной системы 5 расположена струна 1. Одна пара

10 концов струн (нижние) электрически изолированы друг от друга с помощью втулок 6 и жестко связана с корпусом датчика 3. Вторая пара концов струн (верхние) электрически связана между собой и изолирована от кор15 пуса 3 с помощью прокладки 7 и втулок 8.

Эти концы струны закреплены в планке 9, имеющей упругую перемычку 10. Выводы от концов струн выведены на разъем 11, расположенный на одной из крышек датчика 12, 20 припаянных к корпусу. Для закрепления датчика на объекте служит фланец 13.

При сборке датчика струны закрепляются с таким натяжением, которое обеспечивало бы им равные собственные частоты, 25 Одна из струн, например струна 1, возбуждается на второй гармонике, причем плоскость колебания этой струны перпендикулярна к вектору магнитного потока, через который струна проходит. Из-за равенства собствен30 ных частот и наличия упругой перемычки 10

493732

Š— э. д. с. наводимая в струне;

1 — часть длины струны, расположенная в магнитном поле; где изменение магнитного потока, пронизывающего струну, в ед. времени. аФ

Изменение потока — — в

И свою очередь равно проекции линейной скорости движения струны на направление, перпендикулярное к магнитным силовым линиям, а эта проекция равна магнитного между общей заделкой одних концов струн и корпусом датчика колебания струны 1 передаются благодаря так называемому явлению захвата струпе 2. Плоскость колебаний струны 2 параллельна плоскости колебаний струны 1, а так как магнитное поле, через которое проходит струна 2, ортогонально магнитному полю, через которое проходит струна 1, то струна 2 при своих колебаниях движется вдоль магнитных силовых линий магнитного поля системы 4, не пересекая их, так что э. д. с. в струне 2 в этом случае не возникает.

При наличии угловой скорости й, вектор которой находится в плоскости, проходящей через продольные оси струн, возникает кориолысова сила. Вектор кориолисовой силы ортогона,чен вектору угловой скорости И и вектору линейной скорости v участка струны, находящегося в магнитном поле. Из-за наличия кориолисовой силы струны начинают колебаться по эллипсу, причем эксцентриситет эллипса растет с увеличением угловой скорости Q.

При колебательном движении по эллипсу струна 2 начинает пересекать магнитные силовые линии магнитной системы 4 и в струне

2 наводится э. д. с., пропорциональная длине участка струны, расположенного в магнитном поле, и изменению потока, т. е.

Е= —

Н

d9

= vq — f àäсй, dt где a>,— кориолисово ускорение, вектор кото5 рого направлен также перпендикулярно к магнитным силовым линиям и перпендикулярно к продольной оси струны.

Л так как

ai,=2(v Р), 10

Асв cos Ы вЂ” проекция линейной скорости струны на направление вдоль магнитных силовых линий;

Π— угловая скорость;

А — амплитуда колебания струны в направлении вдоль магнитных силовых линий; о — круговая частота колебания струны, где v=

Е =-. 2АЫ sin 0 t — — (2А1 sin ю/) Q.

Таким образом, э.д. с., наводимая в струне

2, прогорциональна угловой скорости.

Предмет изобретения

Струнный датчик угловой скорости, содерЗ0 жащий основную струну, корпус и две ортогональные магнитные системы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерения, введены упругий элемент и дополнительная струна, расположенная параллельно основной струне так, что одна пара концов струн электрически изолирована друг от друга и жестко связана с корпусом датчика, а вторая пара концов электрически соединена друг с другом и свя40 зана с корпусом через упругий элемент, при этом основная струна расположена в поле первой магнитной системы, а дополнительная струна — в поле второй магнитной системы.

493732

Состалитель Е. Швецов

Техред Е. Митрофанова Корректор В. Брыксина

Редактор Н. Батурина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 442/15 Изд. № 2019 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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