СТЕНД ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ Российский патент 2009 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления.

Известно устройство для задания линейных виброперемещений, состоящее из двух катушек, жестко связанных с платформой, магнитной системы, преобразователя перемещения платформы, задающего генератора и двух усилителей, при этом задающий генератор через первый усилитель соединен с первой катушкой, находящейся в зазоре магнитной системы, а выход преобразователя перемещения платформы соединен через второй усилитель со второй катушкой, находящейся в зазоре магнитной системы [Синельников А.Е., Шкаликов B.C. Электродинамический вибростенд. Авт.свид. №178536. - «Бюл. изобр.», 1966, №3].

Наиболее близким по технической сущности является электродинамический вибратор для калибровки линейных акселерометров, который содержит платформу для установки испытуемого объекта, установленную на направляющих, с которой жестко соединены два преобразователя силы [Синельников А.Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки. - М.: Издательство стандартов. 1979, с.77-81]. Линейные колебания платформы вибратора возбуждаются системой задающий генератор, усилитель, первый преобразователь силы. Для выработки противодействующего усилия используется второй преобразователь силы, на который через усилитель подается сигнал с датчика положения платформы. Датчики силы выполнены в виде катушек, находящихся в поле постоянных магнитов. В качестве датчика положения платформы используется индукционный преобразователь. Изменение коэффициента усиления сигнала, подаваемого на второй преобразователь силы с датчика положения платформы, позволяет настраивать частоту собственных колебаний вибратора.

Указанное устройство работает в резонансном режиме, при этом для его перенастройки с одной частоты на другую требуется не только изменение частоты задающего генератора, но и изменение коэффициента усиления в цепи, определяющей электрическую жесткость системы. Подбор и поддержание резонансного режима на заданной частоте работы устройства требует компенсации изменений параметров системы (например, вызванных ее прогревом) с помощью регулирования коэффициента усиления, которое выполняется оператором.

В связи с указанными особенностями данное устройство непригодно для воспроизведения угловой скорости, а также оперативного изменения ее частоты и устойчивого поддержания заданной амплитуды.

Задачей изобретения является создание стенда, позволяющего воспроизводить угловые скорости, изменяющиеся по гармоническому закону в заданном частотном диапазоне, а также оперативно изменять частоту и стабилизировать амплитуду колебаний с целью уменьшения времени оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при их серийном изготовлении.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее две жестко скрепленные катушки, находящиеся в зазоре магнитной системы, задающий генератор, подключенный через усилитель к катушкам, дополнительно введены вращающаяся платформа, соединенная с помощью безлюфтового шарнира с катушками, и система управления, обеспечивающая обратную связь по амплитуде угловой скорости подвижной платформы в соответствии с сигналом датчика угла поворота платформы.

Схема предлагаемого стенда показана на чертеже, где 1 - платформа для установки испытуемого объекта, 2 - шарнир, 3 - якорь, 4, 5 - катушки, жестко закрепленные на якоре, 6 - магнитная система, 7 - датчик угла поворота, 8 - система управления.

Принцип работы стенда заключается в том, что колебания возбуждаются с помощью генератора (Г) системы управления 8, вырабатывающего синусоидальное напряжение U(t) требуемой частоты (f_зад), через усилитель (У) на включенные последовательно катушки 4 и 5 и передаются с якоря 3 на платформу 1 через безлюфтовый шарнир 2. Информация об угловом положении платформы α(t) передается с датчика угла 7 в систему управления 8, которая: а) корректирует постоянную составляющую подаваемого на катушки синусоидального напряжения с помощью интегратора (И1); б) регулирует амплитуду вырабатываемого генератором синусоидального напряжения. Определение амплитуды воспроизводимой угловой скорости производится путем детекции амплитуды (ДА) после дифференцирования (Д) сигнала углового положения платформы, затем сигнал разности измеренного и заданного (А_зад) значений амплитуды угловой скорости через интегратор (И2) подается на вход управления амплитудой генератора.

В результате появляется возможность воспроизводить угловые скорости, изменяющиеся по гармоническому закону в заданном частотном диапазоне, оперативно управлять частотой и амплитудой воспроизводимых угловых скоростей, а также изменять их по заранее известной программе с целью автоматизации процесса оценивания амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления. Устройство содержит две жестко скрепленные катушки, находящиеся в зазоре магнитной системы, вращающуюся платформу, соединенную с помощью безлюфтового шарнира с катушкам, и датчик угла поворота, подключенный через систему управления к катушкам. Технический результат направлен на возможность воспроизводить угловые скорости, изменяющиеся по гармоническому закону в заданном частотном диапазоне, а также оперативно управлять частотой и амплитудой воспроизводимых угловых скоростей и изменять их по заранее известной программе. 1 ил.

Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону в заданном частотном диапазоне, содержащий две жестко скрепленные катушки, находящиеся в зазоре магнитной системы, задающий генератор, подключенный через усилитель к катушкам, отличающийся тем, что в нем дополнительно введены вращающаяся платформа, соединенная с помощью безлюфтового шарнира с катушками, и система управления, обеспечивающая обратную связь по амплитуде угловой скорости подвижной платформы в соответствии с сигналом датчика угла поворота платформы.