Устройство для измерения углового ускорения Советский патент 1992 года по МПК G01P15/08 

фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля неравномерности вращения и углового ускорения.

Известно устройство для измерения углового ускорения, содержащее два электро- механическихпреобразователя,

установленных на опорной поверхности, и инерционную массу, выполненную как единое целое, при этом поверхность опорного инерционного элемента взаимодействует с электромеханическими преобразователями, параллельными между собой (см. заявку № 4339293/24-10 от 04.12.87, решение о выдаче авторского свидетельства от 22.12.88).

Известен измеритель угловых ускорений, содержащий герметическую камеру из изоляционного материала с токопроводя- щими электродами и электропроводящей жидкостью (см, патент США № 3992951, кл. G 01 Р 15/08, 1976). Камера выполнена в виде цилиндра, на половину заполненного электролитом, на внутренних поверхностях цилиндра закреплены два дугообразных электрода, к которым прикладываются противофазные и равные по амплитуде переменные напряжения, и центральный электрод, расположенный в центре цилиндра и выполненный в виде стержня, соединенный с усилителем, к выходу которого подключен дополнительный электрод, расположенный на внутренней поверхности цилиндра между дугообразными электродами.

Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная тем, что при значительных скоростях вращения цилиндра печатной машины за счет центробежной силы жидкость может перестать контактировать с центральным электродом, а при наличии крутильных колебаний движение жидкости может происходить с разрывами и разбрызгиванием.

Наиболее близким к предложенному по своей сути является устройство для измерения углового ускорения (авт. св. № 451951, кл. G 01 Р 15/08, 1973), содержащее выполненную в виде целого числа витков спирали герметичную трубку, заполненную жидкостью, служащей инерционной массой, и узел съема информации.

Недостатком прототипа является низкая точность, обуславливаемая тем, что при значительных скоростях смещение инерционной массы может вызвать снижение чувствительности узла съема информации и даже полное прекращение его работы.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения углового ускорения, содержащем герметичную трубку, выполненную в виде витков спирали, заполненную жидкостью, и узел съема информации, узел съема информации содержит три токопроводящих электрода, два из которых расположены на торцах трубки, а третий - на равном расстоянии от первых двух, причем трубка выпол0 нена из изоляционного материала, а жидкость - электропроводной.

Помимо этого указанная цель достигается тем, что в качестве жидкости используется ртуть.

5Кроме того, цель достигается тем, что

трубка имеет форму незамкнутого кольца.

Цель достигается также тем, что камера образована двумя сопрягаемыми втулками, на сопрягаемой поверхности по крайней мере

0 одной из них выполнена канавка в видеспирали. На фиг.1 изображена схема расположения электродов в герметичной полости незамкнутого кольца; на фиг.2 изображена схема расположения цилиндрической спи5 рали на валу испытуемого объекта; на фиг.З изображена конструкция устройства для измерения с двумя сопрягаемыми втулками.

Устройство для измерения углового ускорения содержит герметичную трубку 1 из

0 изоляционного материала (например, стекла) с размещенными в ее полости электропроводящей жидкостью, в качестве которой использована ртуть 2, полностью заполняющая полость трубки 1, два токопроводящих

5 электрода 3,4, расположенных на концах трубки 1, а третий 5 - на равном расстоянии от первых двух, герметичная трубка расположена по окружности вокруг оси 6 вращения испытуемого объекта 7. Герметичная

0 трубка 1 может быть выполнена в виде незамкнутого кольца (фиг,1) или в виде цилиндрической спирали (фиг.2).

В последнем случае герметичная камера может быть образована двумя сопрягае5 мыми втулками 8 и 9, расположенными на оси 6 испытуемого объекта 7, на сопрягаемой поверхности втулки 8 выполнена канавка в виде спирали, которая заполнена ртутью 2, на концах канавки расположены

0 два электропроводящих электрода 3 и 4, а на равном расстоянии от них вдоль канавки - третий электропроводящий электрод 5 (фиг.З). Втулки 8 и 9 склеены друг с другом для обеспечения герметизации камеры.

5 Устройство работает следующим образом.

При крутильных колебаниях испытуемого объекта 7 под действием силы инерции происходит сжатие ртути 2 в одной половине герметичной полости 1 и расширение в

другой. Под воздействием давления изменяется сопротивление ртути 2 и, как следствие этого, изменение сопротивления в каждом плече полумоста, образованного электропроводящими электродами 3-5. При подаче напряжения постоянного или переменного тока на электроды 3 и 4 на электроде 5 можно наблюдать изменение потенциала при подаче постоянного напряжения или промодулированный перемен- нымнапряжениемсигнал,

пропорциональные угловому ускорению испытуемого объекта. Для увеличения чувствительности устройства каждая половина герметичной трубки 1 может быть выполне- на в виде витков спирали вокруг испытуемого объекта 7, тогда чувствительность устройства будет в число оборотов раз больше, чем в случае незамкнутого кольца.

Число витков может иметь и не целое значение. Для обеспечения большей жесткости, чем в случае навивания на испытуемый объект 7 трубки из изоляционного материала, может быть использована камера, образованная двумя сопряженными втулками 8 и 9, обеспечивающая работу устройства при больших оборотах и больших амплитудах крутильных колебаний.

По сравнению с известными техническими решениями предложенное устройст- во позволяет упростить конструкцию и повысить точность измерения за счет отсутствия расплескивания жидкости и заклинивания в одном положении узла счета информации и возможности повышения точности и чувствительности за счет увеличения выходного сигнала при использовании герметичной трубки в виде цилиндрической спирали.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения углового ускорения, содержащее герметичную трубку, выполненную в виде витков спирали, за- полненную жидкостью, и узел съема информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, узел съема информации содержит три токо- проводящих электрода, два из которых расположены на торцах трубки, а третий - на равном расстоянии от первых двух, причем трубка выполнена из изоляционного материала, а жидкость - элекропроводной.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что в качестве жидкости используется ртуть.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что трубка имеет форму незамкнутого кольца.

4.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что трубка образована двумя сопрягаемыми втулками, на сопрягаемой поверхности по крайней мере одной из которых выполнена канавка в виде спирали.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля неравномерности вращения и углового ускорения. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет того, что при крутильных колебаниях испытуемого объекта 7 под действием силы инерции происходит сжатие ртути 2 в одной половине герметичной полости 1 и расширение в другой. Под воздействием давления изменяется сопротивление ртути 2 и, как следствие этого, изменение сопротивления в каждом плече полумоста, образованного электропроводящими электродами 3-5. При подаче напряжения постоянного или переменного тока на электроды 3 и 4 на электроде 5 можно наблюдать изменение потенциала при подаче постоянного напряжения или промоду- лированный переменный напряжением сигнал, - пропорциональные угловому ускорению испытуемого объекта. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. . -5 (Л XI со Ч ы Јь ю

Фиг. 2

К

vE

8

К

//V//A//A///A//

Фиг.З