РЕЗОНАТОР ВОЛНОВОГО ГИРОСКОПА Российский патент 2005 года по МПК G01C19/56 G01P9/04 

Изобретение относится к приборостроению и может применяться при построении гироскопических устройств с колеблющимися массами, а именно волновых твердотельных гироскопов.

Известен резонатор волнового гироскопа (РВГ) [1], содержащий основание, стержень и пьезоэлектрический диск, на верхней поверхности которого выполнены сегментные электроды, а на нижней - сплошной общий электрод. Недостатком данного РВГ является отсутствие экранирующих электродов, что снижает помехоустойчивость гироскопа.

Известен также РВГ [2], содержащий основание, стержень и пьезоэлектрический диск с центральными отверстиями. На нижней поверхности диска имеется сплошной общий электрод, а на верхней поверхности - сегментные электроды и экранирующие электроды, соединенные в центральной части диска. Недостатком известного РВГ является высокая трудоемкость изготовления основания и сборки РВГ. Это вызвано тем, что для соединения проводом общего и экранирующих электродов в основании сделано два отверстия и полость, которая герметизируется пластиной. Полость, пластина, а также отверстие, выполненное в стержне, ограничивают миниатюризацию РВГ.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются снижение трудоемкости изготовления РВГ, уменьшение его массогабаритных характеристик и повышение герметичности.

Поставленные задачи достигаются за счет того, что в резонаторе волнового гироскопа, содержащего основание со стержнем, пьезоэлектрический диск с центральным отверстием для соединения его со стержнем, при этом на нижней поверхности диска имеется общий электрод, а на верхней поверхности диска - сегментные электроды и экранирующие электроды, соединенные в центральной части диска, согласно изобретению стержень имеет буртик для фиксации на нем диска, соединение диска и экранирующих электродов со стержнем осуществляется токопроводящим клеем, а основание и стержень изготавливаются из электропроводного материала. Кроме того, при другом конструктивном решении резонатор волнового гироскопа содержит стержень, выполненный в виде отдельной детали, входящий в глухое отверстие основания, причем крепление стержня в основании осуществляется с помощью токопроводящего клея.

Отличительными признаками заявленного решения являются:

1. Электрическое соединение экранирующих электродов с общим электродом через стержень с помощью токопроводящего клея и изготовление основания и стержня из электропроводного материала. В этом случае обеспечивается механическое крепление диска к основанию РВГ и исключается провод, соединяющий общий и экранирующий электроды. При этом исключаются два отверстия в основании, а также нижняя полость и пластина, что позволяет уменьшить высоту основания. Кроме снижения трудоемкости изготовления РВГ, данное решение повышает его герметичность вследствие исключения герметизации нижней полости. В данном случае контакт с общим электродом диска осуществляется через основание РВГ.

2. Присоединение стержня, выполненного в виде отдельной детали, к основанию с помощью токопроводящего клея обеспечивает возможность подбора материалов стержня и диска по температурному коэффициенту линейного расширения. При этом основание РВГ может быть выполнено из любого электропроводного материала, обеспечивающего герметичность резонатора.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1-3). На фиг.1 показан вид сверху, а на фиг.2 - центральный разрез предлагаемого РВГ вертикальной плоскостью. На фиг.3 показан разрез РВГ, аналогичный фиг.2, со стержнем, выполненным в виде отдельной детали.

РВГ (фиг.1) содержит основание 1 со стержнем 2, изготовленные из электропроводного материала, например ковара, пьезоэлектрический диск 3 с центральным отверстием для соединения его со стержнем 2. На нижней поверхности диска 3 имеется сплошной общий электрод, а на верхней поверхности - сегментные электроды 4 и экранирующие электроды 5, соединенные в центральной части диска 3. На стержне 2 имеется буртик 6 для фиксации на нем диска 3. Соединение диска 3 и экранирующих электродов 5 со стержнем 2, общего электрода с буртиком 6 осуществляется токопроводящим клеем 7, например КНЗ УВО. 028.040 ТУ. Таким образом производится электрическое соединение экранирующих электродов 5 и общего электрода.

Учитывая то, что материал основания 1 иногда может не согласовываться с материалом диска 3 по температурному коэффициенту линейного расширения стержень 2 можно выполнить в виде отдельной детали, коэффициент линейного расширения материала которой соответствует материалу диска 3. Крепление стержня 2 в глухом отверстии основания 1 осуществляется с помощью токопроводящего клея 7. Основание 1 можно изготавливать из дешевых материалов, например из алюминиевых сплавов, а для согласования температурных коэффициентов линейного расширения диска 3, выполненного, например, из цинкита, с основанием 1 можно использовать стержень 2 в виде отдельной детали, изготовленной из ковара.

Источники информации

1. Патент США №4655081 МПК G 01 P 9/04; НКИ 73/505, опубл. 07.04.1987 г.

2. Патент Великобритании №2310284, МПК G 01 C 19/56; G 01 P 9/04, опубл. 20.08.1997 г. (прототип).

Изобретение может быть использовано при построении гироскопических устройств с колеблющимися массами, а именно волновых твердотельных гироскопов. Резонатор содержит основание 1 со стержнем 2 из электропроводного материала, на который посажен пьезоэлектрический диск 3. Диск 3 фиксируется на стержне 2 с помощью буртика 6 и соединяется со стержнем 2 с помощью электропроводного клея 7, который служит для электрического контактирования экранирующих электродов диска 3 и общего электрода. Для согласования температурных коэффициентов линейного расширения стержень 2 может быть выполнен в виде отдельной детали, вставляющейся в глухое отверстие основания 1. Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления резонатора, уменьшение его массогабаритных характеристик и повышение герметичности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Резонатор волнового гироскопа, содержащий основание со стержнем, пьезоэлектрический диск с центральным отверстием для соединения его со стержнем, при этом на нижней поверхности диска имеется общий электрод, а на верхней поверхности диска сегментные электроды и экранирующие электроды, соединенные в центральной части диска, отличающийся тем, что стержень имеет буртик для фиксации на нем диска, соединение диска и экранирующих электродов со стержнем осуществляется токопроводящим клеем, а основание и стержень изготавливаются из электропроводного материала.2. Резонатор волнового гироскопа по п.1, отличающийся тем, что стержень выполнен в виде отдельной детали, входящей в глухое отверстие основания, причем крепление стержня в основании осуществляется с помощью токопроводящего клея.