Стенд угловых колебаний Советский патент 1992 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям электрических сигналов в угловые колебания,предназначенным для градуирования, калибровки и проверки датчиков угловых скоростей и ускорений.

Известно устройство для градуировки угловых акселерометров, содержащее платформу для размещения акселерометроЁ, тормозные колодки, привод, выполненный в виде пары винг-гайка, вал, снабженной управляемым по скорости вращения маховиком.

Недостатками устройства являются ма- пый диапазон воспроизведения угловых ускорений, , сложность регулировки, невозможность создания ускорения, изменяющегося по заранее заданному сложному закону.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является стенд угловых ускорений, содержащий вал с платформой, ззвешенные в аэростатическом подшипни- е, тормозное устройство, привод, пустоте- тый цилиндр, внутри которого размещен

ротор привода, выполненного в виде высокооборотного двигатепя.

Недостатками устройства являются малый диапазон воспроизведения угловых ускорений, невозможность воспроизведения угловых ускорений, изменяющихся по заранее заданному сложному закону.

Целью изобретения является повышение диапазона воспроизводимых угловых ускорений и воспроизведение ускорений сложной формы.

Цель достигается тем, что в стенде угловых ускорений привод выполнен в виде диэлектрического тороидального контура, заполненного электропроводящей жидкостью, с равномерно расположенными по периметру магн ито гидродинамическими преобразователями, каждый из которых выполнен в виде пары постоянных магнитов, расположенных соосно с валом, соориенти- рованных разноименными полюсами один навстречу другому и закрепленных на противоположных поверхностях тороидального контура, и пары электродов, подключенных к источнику тока и расположенных перпендикулярно оси вала.

14ЙГДВ

На чертеже представлена конструкция и схема включения вибростенда угловых колебаний.

Тороидальный контур 1, изготовленный из диэлектрика, заполнен электропроводящей жидкостью 2. На тороидальном кон гу- ре по диаметру, на противоположных сторонах, установлены два идентичных магнитогидродинамических (МГД) преобра зователя, состоящие из электродов 3-6 и иг постоянных магнитов 7 и 8. Тороидальный контур, встроенный в платформу 13, предназначен для установки объекта 11 испытаний. Платформа 13 имеет возможность вращательного движения ввиду наличия подшипника 9. установленного на валу 14,

Тороидальный контур может быть изготовлен из керамики, стекла, фторопласта, полиэтилена и др., электроды 3- 6 - из инертного к электропроводящей жидкости металла. В качестве электропроводящей жидкости могут применяться электролиты, ртуть.

Стенд работает следующим образом. В исходном состоянии генератор 12 тока выключен, через электроды 3-6 и жидкость 2 электрический ток не протекает. онтур 1 с платформой 12 и жидкость 2 находятся в неподвижном состоянии

При включении генератора тока через электроды и жидкость начинает прешлато ток I..По закону БиО-Савара. па проводник с токсм (на жидкость) в магнитном поле с индукцией В действует сила F:

F klBl,

где к коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции;

В - величина магнитной индукции:

1 - длина проводника с током.

Жидкость начинает двигаться по контуру.

Закон движения жидкости будет определяться законом изменения тока , Корпус 1 имеет возможность вращатьтся вокруг оси вала, поэтому при движении жидкости к одну сторону корпус движется в противоположную сторону согласно закону сохранения момента количества движения.

При заданном синусоидальном токе корпус 1 и вместе с ним датчик будут испытывать угловые колебания с той же частотой, амплитуда которых будет прямо пропорциональна амплитуде протекающего через жидкость тока I при постоянных В, 1и k.

Установленные на вибраторе два МГД преобразователя предназначены для создания вращательного момента и для симметричпого распределения масс относительно оси, Установка большего количества МГД преоорззователей увеличивает амплитуду угповых колебаний.

Постоянный магнит 1 может быть выполнен в виде двух профилированных дисков, органично вписывающихся в корпус. Вдоль большого и малого радиуса внутренней полосли гороида могут располагаться

кольцевые электроды, обеспечивающие прохождение тока через рабочую жидкость. Вибратор для обеспеиепия вращательной степени свободы может устанавливаться на подшипник, подвешиваться на неупругую

нить и т.д.

Преимуществом вибротора является то, что он одинаково хорошо работает при произвольной ориентации в пространстве,

Предлагаемый стенд имеет малые нели-.

нейнме искажения формы механических колебаний, что обеспечивается минимальным количеством промежуточных преобразователей между объектом испытаний и электрическим током, генерирующим колебания

рабочей жидкости; обладает возможностью создания угллпых колебаний в широком диапазоне частот, от нуля до мегагерц.

Постоянное по амплитуде угловое уско- рсние при постоянстве амплитуды тока объменяется тем, что сила, действующая на жидкость, постоянна при постоянстве В, 1,1. Силч F создает угловое ускорение массы m жид - осш по формуле

р

mR

где m - масса рабочей жидкости; ф -угловое ускорение;

R - радиус контура.

Гак как масса жидкости в контуре постоянна, то и ускорение будет постоянной величиной. Это удобно при снятии амплм- тудно-частотныххарактеристик(АЧХ)датчи- ков, Для получения АЧХ по скорости достаточно значения АЧХ по ускорению разделить на соответствующее значение частоты, так как угловая скорость ф равна ф ф/о), где ft - частота колебаний.

Для получения АЧХ по угловому смещению р - ф/ш, где р - угловое смещение (угол поворота).

Предлагаемой стенд позволяет плавно регулировать значения амплитуд угловых ускорений, создавать угловые ускорения, изменяющиеся по любому закону (это обеспечивается формированием электрического тока изменяющегося по определенному закону и подачей его на генератор тока); автоматизировать процесс исследования и испытания датчиков угловых колебаний, что обеспечивается созданием программы испытаний для вычислительной машины, которая может вырабатывать команды в виде электрических сигналов с последующей подачей их на стенд.

Формула изобретения Стенд угловых колебаний, содержащий источник тока, вал с платформой, систему подвеса и привод, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых угловых ускорений, привод вы0

полней в виде диэлектрического тороидального контура, заполненного электропроводящей жидкостью, с равномерно расположенными по периметру магнито- гидродинэмическими преобразователями каждый из которых выполнен в виде пары постоянных магнитов, расположенных со- осно с валом, сориентированных разноименными полюсами навстречу друг другу и закрепленных на противоположных поверх ностях тороидального контура, и пары электродов, подключенных к источнику тока и расположенных перпендикулярно к оси вала.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство для исследования и тарировки датчиков угловых колебаний, Сущность изобретения: стенд представляет собой тороидальный контур с встроенным магнитогидродинами- ческим насосом, имеющим вращательную степень свободы. Разработанный стенд позволяет создавать угловые колебания,закон изменения которых может быть задан законом изменения электрического тока. 1 ил.