СПОСОБ ВЫСТАВКИ ИЗОЛИРОВАННОГО ГЕРМОВВОДА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА Российский патент 2010 года по МПК G01C25/00 

Предлагаемое изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении электростатического гироскопа (ЭСГ).

В большинстве конструкций ЭСГ для снятия с ротора наведенных до его взвешивания электрических зарядов введен изолированный от электродов подвеса заземленный электрод (гермоввод) (см. А.С.Анфиногенов и др. «Потенциал ротора ЭСГ при различных структурах его подвеса», журнал «Гироскопия и навигация», 2003, №3, стр.38). Этот гермоввод должен быть выставлен таким образом, чтобы ротор до взвешивания в положении, когда изолированный гермоввод находится под ротором, ротор лежит на ограничительных вкладышах, изолирующих его от электродов, и ось гермоввода вертикальна, контактировал с гермовводом, а после взвешивания не касался гермоввода. Известная технология выставки гермоввода сводилась к следующим операциям:

- измерялась с высокой точностью цепь истинных размеров внешнего диаметра ротора, внутреннего диаметра полусфер камеры, высот ограничителей;

- производились расчеты требуемой высоты гермоввода;

- на основании результатов измерений и соответствующих расчетов производилось смещение упругого изолированного гермоввода до расчетной величины зазора между ротором и вершиной гермоввода.

Недостатками такой технологии выставки являются сложность, большая длительность процесса и низкая достоверность необходимого положения вершины гермоввода вследствие неизбежного разброса допусков размерной цепи входящих элементов.

Существуют емкостные способы неконтактного измерения зазоров, выступов, толщин (например, реализованные в патентах №1431675, G01B 7/08, Великобритания; №2248488, G01B 7/37, Франция). Так, по патенту Великобритании №1431675, для определения толщины нитей последние проходят через емкостные датчики, а измерение толщины фиксируется соответствующим устройством. По патенту Франции №2248488, принятому за ближайший аналог (прототип) предлагаемого изобретения, определяют емкостным способом плоскостность ажурных анодов для электролитических ячеек, подсоединяя аноды к электрической измерительной схеме.

Однако существующие способы не могут быть применены для выставки вершины гермоввода ЭСГ относительно ротора, т.к. ротор находится в замкнутом объеме (вакуумной камере), и нет возможности подсоединения его к измерительным приборам.

Задача предлагаемого способа состоит в повышении точности выставки изолированного гермоввода. Результат достигается следующим образом: вакуумную камеру ЭСГ с помещенным внутри нее ротором устанавливают в положение, при котором изолированный от электродов гермоввод находится под ротором, а ось гермоввода вертикальна, соединяют в электрическую цепь изолированный гермоввод, один из электродов системы подвеса ротора и измеритель емкости, измеряют емкость цепи, поворачивают камеру на угол, меньший , вокруг оси, перпендикулярной оси изолированного гермоввода, после чего перемещают вершину изолированного гермоввода в положение до скачкообразного изменения емкости между ним и вышеуказанным электродом.

Предлагаемый способ позволяет без усложнения технологического процесса сборки ЭСГ более точно выставлять изолированный гермоввод.

Измерительная схема способа изображена на фиг.1 и 2, где:

1 - вакуумная камера;

2 - упругий изолированный гермоввод;

3 - ротор;

4 - электроды системы подвеса;

5 - измеритель емкости;

6 - ограничители.

Выставка положения изолированного гермоввода производится следующим образом:

вакуумную камеру 1 (фиг.1) устанавливают в положение, при котором гермоввод 2 находится под ротором 3, лежащим на ограничителях 6, и ось А-А гермоввода вертикальна. Соединяют в электрическую цепь изолированный гермоввод 2, один из электродов 4 и измеритель емкости 5. Измеряют емкость цепи, представляющую собой конденсатор ротор-электрод. Затем поворачивают вакуумную камеру 1 вокруг оси, перпендикулярной оси А-А изолированного гермоввода, на угол, не превышающий , перемещают гермоввод 2 до тех пор, пока не произойдет скачкообразного изменения емкости вследствие разрыва контакта гермоввод 2 - ротор 3.

Необходимость выставки вершины гермоввода так, чтобы разрыв контакта происходил при повороте камеры, поясняется фиг.2.

На фиг.2а изображен взвешенный в вакуумной камере ротор. В этом случае зазор между поверхностью ротора и внутренней поверхностью вакуумной камеры равен δ₀, и ротор не касается упругого гермоввода. Сигнал на измерителе емкости отсутствует. На фиг.2б изображен невзвешенный ротор. Ротор контактирует с гермовводом, и имеется ненулевой сигнал на измерителе емкости. На фиг.2в изображена вакуумная камера, повернутая вокруг оси, перпендикулярной оси упругого гермоввода, на угол . Ротор не взвешен. Из фиг.2в видно, что если гермоввод выставлен так, что он в этом положении не касается ротора (в этом случае сигнал на измерителе емкости отсутствует), то вершина гермоввода не выступает за размер δ₀, и поэтому ротор во взвешенном состоянии не будет касаться гермоввода, а в невзвешенном состоянии при положении гермоввода под ротором будет иметь место контакт между ротором и гермовводом.

Реализация этого способа в ЦНИИ «Электроприбор» позволила повысить точность и надежность выставки изолированного гермоввода электростатического гироскопа.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении надежности ЭСГ.

В связи с отсутствием сведений о потребностях страны в количестве таких гироскопов экономический эффект изобретения подсчитать не представляется возможным.

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при изготовлении электростатических гироскопов. Выставка изолированного упругого гермоввода вакуумной камеры электростатического гироскопа, служащего для снятия с ротора гироскопа наведенных до его взвешивания электрических зарядов, необходима для того, чтобы до взвешивания ротор касался гермоввода, а после взвешивания не препятствовал вращению ротора. Выставка производится путем измерения емкости между гермовводом и одним из электродов подвеса ротора при разных положениях вакуумной камеры относительно оси, перпендикулярной оси гермоввода, и изменением по результатам измерений положения вершины гермоввода относительно внутренней поверхности вакуумной камеры. Изобретение позволяет без применения измерения цепи истинных размеров ротора и деталей вакуумной камеры производить точную выставку гермоввода. 2 ил.

Способ выставки изолированного гермоввода электростатического гироскопа, содержащего ротор и вакуумную камеру с электродами подвеса и изолированным гермовводом, включающий установку изолированного гермоввода в предварительно выбранное положение, при котором этот гермоввод расположен под ротором, а ось его вертикальна, отличающийся тем, что измеряют емкость между изолированным гермовводом и одним из электродов вакуумной камеры, поворачивают вакуумную камеру на угол, меньший , вокруг оси, перпендикулярной оси изолированного гермоввода, после чего перемещают вершину изолированного гермоввода в положение до скачкообразного изменения емкости между ним и вышеуказанным электродом.