Вимірювач кутових швидкостей

Вимірювач кутових швидкостей, що містить камери, які не сполучаються одна з одною, виконані герметичними і повністю заповнені діелектричною рідиною з густиною, рівною густині рідкого носія кінетичного моменту, електромагнітний при стрій, пристрої знімання інформації зі збудниками коливань, пружні стрічкові розтяжки диференціальних перетворювачів поміщені в жорсткі, нерухомі, герметичні, вакуумовані капсули з круглими мембранами за допомогою жорсткої тяги, нерухомо закріпленої в центрах пружних елементів, які нерухомо встановлені в торцях капсул, який відрізняється тим, що камери виконані сферичними, зрізаними площинами, які паралельні площинам, що утворені осями системи координат OXYZ, еле Корисна модель відноситься до області приладобудування і вимірювальної техніки і може бути використана у вимірювальних і інформаційнокомандних комплексах систем управління рухомими об'єктами для отримання інформації про кутову швидкість об'єкту відносно трьох осей у просторі. Відомий вимірювач кутових швидкостей, що містить камери, які не сполучаються одна з одною, виконані герметичними і повністю заповнені діелектричною рідиною з густиною, рівною густині рідкого носія кінетичного моменту, електромагнітний пристрій, пристрої знімання інформації зі збудниками коливань, пружні стрічкові розтяжки диференціальних перетворювачів поміщені в жорсткі, нерухомі, герметичні, вакуумовані капсули і з круглими мембранами за допомогою жорсткої тяги, нерухомо закріпленої в центрах пружних елементів, які нерухомо встановлені в торцях капсул [А.с. СРСР №904444, кл. G01Р 3/26, 1980]. Недоліком цього вимірювача кутових швидкостей є відсутність вимірювання кутової швидкості по третій осі. Завдання, яке поставлене - вимірювання кутових швидкостей навколо трьох осей, зв'язаних з корпусом вимірювача. Поставлене завдання досягається тим, що камери виконані сферичними, усіченими площинами, паралельними площинам, утвореними осями системи координат OXYZ; електромагнітний пристрій розміщено під кутом 45 градусів до площин XOY та YOZ; вимірювач має 12 пристроїв знімання інформації, які розміщено попарно. На Фіг.1 зображена спрощена конструктивнокомпонувальна схема пристрою (зовнішня сфера прозора); на Фіг.2 - загальний вид пристрою (зовнішня і внутрішня сфери прозорі), на Фіг.3 - зовнішній вигляд пристрою із зображеннями елементів, на Фіг.4 - поперечний розріз С-С. Вимірювач кутових швидкостей містить замкнутий порожнистий сферичний, усічений площинами, паралельними площинам, утвореним осями системи координат OXYZ, корпус камери 1, в центральній частині якого розташована жорстко з ним зв'язана сферична, усічена площинами паралельними площинам, утвореним осями системи координат OXYZ, порожнина камери 2 з рідким носієм кінетичного моменту 3, шість струнних диференціальних перетворювачів 4, 5, 6, 7, 8, 9 що являють собою пружні стрічкові розтяжки пристрою знімання інформації, зі збудниками коливань 10, 11, 12, 13, 14, 15 (у вигляді постійного магніту). Рідина 3 в порожнині камери 2 приводиться в обертання за допомогою електромагнітного пристрою 16 одним з відомих способів. Електромагнітний пристрій 16 розміщено під кутом 45 градусів до площин XOY та YOZ. (19) UA (11) 13043 (13) U ктромагнітний пристрій розміщено під кутом 45 до площин XOY та YOZ, вимірювач має 12 пристроїв знімання інформації, які розміщено попарно. 3 Сферична, усічена площинами, паралельними площинам, утвореним осями системи координат OXYZ, порожнина камери 2 носія кінетичного моменту 3 обмежена по торцях шістьма круглими пружними мембранами 17, 18, 19, 20, 21, 22. Пружні стрічкові розтяжки 4, 5, 6, 7, 8, 9 пристрою знімання інформації із збудниками коливань (магнітами) 10, 11, 12, 13, 14, 15 поміщені в жорсткі герметичні вакуумовані капсули 23, 24, 25, 26, 27, 28, які нерухомо закріплені в торцях корпусу камери 1 вимірника. Пружні стрічкові розтяжки 4, 5, 6, 7, 8, 9 сполучені з круглими мембранами 17, 18, 19, 20, 21, 22 за допомогою жорстких тяг 29, 30, 31, 32, 33, 34, які нерухомо укріплені в центрах пружних елементів (круглих тонких пластин) 35, 36, 37, 38, 39, 40, встановлених у вільних торцях капсул 23, 24, 25, 26, 27, 28. Пружні елементи 35, 36, 37, 38, 39, 40 нерухомо сполучені по контуру з капсулами 23, 24, 25, 26, 27, 28. Жорсткі тяги 29, 30, 31, 32, 33, 34 своїми кінцями закріплені на круглих мембранах відповідно 17, 18, 19, 20, 21, 22 в точках, віддалених від центру мембрани на певну відстань. Кожна із струн (пружних стрічкових розтяжок пристрою знімання інформації) диференціальних перетворювачів 4, 5, 6, 7, 8, 9 одним кінцем сполучена з жорсткою тягою 29 або 30, або 31, або 32, або 33, або 34, а другим кінцем сполучена з торцем корпусу камери 1 вимірника і має попереднє (первинне) натягнення. Розміщення струнних диференціальних перетворювачів 4, 5, 6, 7, 8, 9 в герметичних вакуумованих капсулах 23, 24, 25, 26, 27, 28 забезпечує необхідні точностні і енергетичні характеристики останніх шляхом підвищення добротності резонаторів. Вузол електромагнітного пристрою 16, мембрани 17, 18, 19, 20, 21, 22, жорсткі тяги 29, 30, 31, 32, 33, 34, а також пружні елементи 35, 36, 37, 38, 39, 40 капсул характеризуються густиною, рівною щільності рідких наповнювачів 3. Це приводить до виключення погрішностей вимірювача при русі корпусу вимірювача з прискоренням. Подібне співвідношення щільності конструктивних елементів вимірника і рідких наповнювачів може бути забезпечено шляхом вибору матеріалів з відповідною густиною, а також шляхом підбору об'ємів (розмірів) конструктивних елементів. Пари струн диференціальних перетворювачів 4, 5, 6, 7, 8, 9 розташовані у взаємно перпендикулярних площинах 13043 4 XOY, XOZ і YOZ, що проходять через центр О сферичної, усіченої площинами, паралельними площинам, утвореним осями системи координат OXYZ, порожнини камери 2. Вектор кінетичного моменту H знаходиться під кутом 45 градусів до кожної з площин XOY, XOZ і YOZ. Вимірювач кутових швидкостей працює таким чином. За наявності кутової швидкості корпусу Z відносно однієї з осей чутливості (OZ) вимірювача з'являється гіроскопічний момент відносно осі OY. При цьому рідина 3 - носій кінетичного моменту в сферичній, усіченій площинами, паралельними площинам, утвореним осями системи координат OXYZ, порожнині камери 2 створює максимальний перепад тиску на мембрані 17 в місцях кріплення жорсткої тяги 29. Це викликає зміну первинного натягнення струн диференціальних перетворювачів 4 і 6: натягнення однієї струни збільшується, інший - зменшується, що обумовлює зміну власних частот коливань струн. Вихідним сигналом при наявності кутової швидкості Z обертання корпусу вимірювача відносно осі OZ служить різницева частота власних коливань струн диференціальних перетворювачів 4 і 6. При обертанні корпусу камери 1 вимірника з кутовою швидкістю Y відносно осі OY чутливості вимірювача мають місце процеси, аналогічні описаним. Вихідним сигналом при вимірюванні кутової швидкості обертання корпусу вимірювача відносно осі OY служить різницева частота власних коливань струн диференціальних перетворювачів 5 і 7. При обертанні корпусу камери 1 вимірника з кутовою швидкістю X відносно осі ОХ чутливості вимірювача мають місце процеси, аналогічні описаним. Вихідним сигналом при вимірюванні кутової швидкості обертання корпусу вимірювача відносно осі ОХ служить різницева частота власних коливань струн диференціальних перетворювачів 8 і 9. Використання пропонованого вимірювача кутових швидкостей в інформаційно-командних комплексах систем управління рухомих об'єктів в умовах лінійних прискорень і вібрацій дозволить на порядок підвищити точність визначення динамічних параметрів руху літального апарату (інерціальних параметрів), спростити узгодження комплексу командних приладів з бортовими цифровими обчислювальними пристроями, а також вимірювати одним приладом три компоненти вектора . 5 13043 6 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 13043 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601