СТЕНД ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ, ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ ЗАКОНУ Российский патент 2012 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 гармонических угловых скоростей (патент RU 2345370 C1), выбранное в качестве прототипа. Прототип содержит два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с поворотной платформой с помощью безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы и систему управления. Недостатками устройства являются недостаточно широкий частотный диапазон, малые амплитуды и высокая погрешность воспроизводимых угловых скоростей.

Задачей изобретения является расширение частотного диапазона, увеличение амплитуд и снижение погрешности воспроизводимых угловых скоростей. Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с поворотной платформой с помощью безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, систему управления, дополнительно вводятся частотный детектор, усилитель и электромагнитная пружина, выполненная в виде электромагнита с явно выраженными полюсами, якорь которого закреплен на валу платформы, а магнитопровод жестко закреплен на основании, причем вход частотного детектора подключен к выходу датчика угла поворота платформы, а выход детектора соединен с входом усилителя, выход которого подключен к обмотке намагничивания электромагнитной пружины. Кроме того, датчик угла поворота платформы закрепляется на валу платформы соосно с ней, а каркас обмоток управления закреплен на основании посредством направляющей. Схема предлагаемого стенда показана на фиг.1, где 1 - поворотная платформа, 2 - каркас обмоток управления, 3 - направляющая, 4 - обмотки управления, 5 - постоянные электромагниты, 6 - безлюфтовый шарнир, 7 - датчик угла поворота платформы, 8 - система управления, 9 - обмотка намагничивания электромагнитной пружины, 10 - частотный детектор, 11 - усилитель. На фиг.2 представлено детальное изображение узла электромагнитной пружины, где 12 - узел электромагнитной пружины, 13 - якорь электромагнитной пружины, 14 - магнитопровод электромагнитной пружины.

Принцип работы стенда заключается в том, что синусоидальное напряжение требуемой частоты, выработанное с помощью системы управления 8, подается на включенные последовательно обмотки управления 4, вследствие чего последние приводятся в возвратно-поступательное движение, которое передается с каркаса 2 на поворотную платформу 1 через безлюфтовый шарнир 6. Информация об угловом положении поворотной платформы 1 передается с датчика угла 7 в систему управления 8. Принцип обеспечения резонансного режима работы стенда заключается в том, что частота угловой скорости поворотной платформы 1 определяется с помощью частотного детектора 10 и пропорционально ей изменяется сигнал на его выходе, который после усиления усилителем 11 подается на обмотку намагничивания 9 электромагнитной пружины 12. Вследствие этого возрастает магнитный поток в магнитной цепи электромагнитной пружины 12, магнитная индукция в воздушном зазоре между якорем 13 и магнитопроводом 14, вследствие чего увеличивается жесткость электромагнитной пружины 12. Таким образом, жесткость электромеханической системы стенда изменяется в соответствии с частотой воспроизводимой угловой скорости, что позволяет за счет обеспечения резонансного режима работы стенда существенно расширить частотный диапазон и увеличить амплитуду воспроизводимых угловых скоростей. Расположение датчика угла поворота платформы 7 соосно с ней снижает момент инерции подвижной части стенда и погрешность отсчета углового положения поворотной платформы 1. Закрепление каркаса обмоток управления 2 на основании посредством направляющей 3 также приведет к расширению частотного диапазона и амплитуд воспроизводимых угловых скоростей.

Изобретение предназначено для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления. Стенд содержит поворотную платформу, два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек, находящихся в рабочих зазорах электромагнитов на едином каркасе, соединенном с поворотной платформой посредством безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, закрепленный на ее валу, систему управления, частотный детектор, усилитель и электромагнитную пружину, выполненную в виде электромагнита с явно выраженными полюсами. Изобретение обеспечивает возможность воспроизведения гармонических угловых скоростей больших амплитуд с меньшей погрешностью, в расширенном частотном диапазоне. 2 ил.

Стенд для воспроизведения угловых скоростей, изменяющихся по гармоническому закону в заданном диапазоне частот, содержащий поворотную платформу, два жестко закрепленных на основании постоянных электромагнита, две обмотки управления, выполненные в виде катушек на едином каркасе, находящемся в рабочих зазорах электромагнитов и соединенном с платформой посредством безлюфтового шарнира, датчик угла поворота платформы, выход которого подключен к входу системы управления, отличающийся тем, что он дополнительно содержит частотный детектор, усилитель и электромагнитную пружину, выполненную в виде электромагнита с явно выраженными полюсами, якорь которого закреплен на валу платформы, а магнитопровод жестко закреплен на основании соосно с осью вращения платформы, причем вход частотного детектора подключен к выходу датчика угла поворота платформы, а выход частотного детектора соединен с входом усилителя, выход которого подключен к обмотке намагничивания электромагнитной пружины, при этом датчик угла поворота платформы закрепляется соосно с ней, а каркас обмоток управления закреплен на основании посредством направляющей.