Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1976 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть применено для определения при рабочих температурах, близких к абсолютному нулю, дисбаланса ротора криогенного гироскопа.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее комплексный электродинамический векторметр с двумя неподвижными и одной подвижной обмотками и генератор опорных напряжений с усилителем, подключаемый к неподвижным обмоткам векторметра 1.

Однако известное устройство не всегда можно применять для определения дисбаланса роторов гироскопических приборов в корпусе.

Наиболее близким по технической сущности является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее комплексный электродинамический векторметр с двумя неподвижными и одной подвижной обмотками и формирователь опорных напряжений неподвижных обмоток 2.

Однако известное устройство не может обеспечить требуемой точности определения дисбаланса ротора криогенного гироскопа.

Цель изобретения - повыщение точности определения при рабочих температурах, близких к абсолютному нулю, дисбаланса ротора криогенного гироскопа, имеющего коммутатор тока обмоток статора и неподвижные моментные обмотки.

Для этого устройство снабжено сигнальными обмотками, подключенными к нодвижной обмотке векторметра, связываемыми индуктивно с моментными обмотками, тепловыми 5 сверхпроводящими щ нтами, устанавливаемыми в каждой из моментных обмоток, и переключателем, соединяющим формирователь опорных напряжений с обмотками статора гироскопа.

0 Предлагаемое устройство изображено I.a чертеже.

Устройство содержит комплексный электродинамический векторметр 1 с двумя неподвижными обмотками 2, 3 и одной подвижной обмоткой 4, формирователь 5 опорных напряжений неподвижных обмоток, усилитель 6, подключенный к подвижной обмотке, сигнальные обмотки 7-10, подключенные на вход усилителя, тепловые сверхпроводящие шунты 11-

0 14, переключатель 15 и фотодиод 16 с усилителем, подключенным на вход формирователя. На чертеже изображены также ротор 17 криогенного гироскопа, модуляционная маска 18, нанесенная на ротор, обмотки 19 статора

5 гироскопа и неподвижные моментные обмотки 20-23, образующие каждая короткозамкнутый сверхпроводящий контур.

Неподвижные моментные обмотки связаны индуктивно с сигнальными обмотками (соотJ ветственно), и в каждой неподвижной обмотке внутри ротора криогенного гироскопа устанавливается по одному тепловому шунту. Переключатель соединяет формирователь с обмотками статора гироскопа.

Измерительное устройство работает следующим образом. После того как ротор криогенного гироскопа взвешивается в сверхпроводящем электромагнитном подвесе (на чертеже не показан) и в моментных обмотках при помощи тепловых сверхпроводящих щунтов возбуждается незатухающий ток, выходы формирователя опорных напряжений с помощью переключателя соединяется с обмотками статора.

Формирователь, управляемый сигналами фотодиода от модуляционной маски, осуществляет необходимую коммутацию токов в обмотках статора, в результате чего ротор разгоняется до требуемой скорости вращения. При достижении этой скорости выходы формирователя с помощью переключателя соединяют с неподвижными обмотками векторметра и известным способом получают два периодических опорных сигнала прямоугольной формы с относительным смещением между ними в четверть периода и с частотой каждого из них, равной частоте вращения ротора. Возникающие под воздействием дисбаланса колебания ротора вызывают изменения величины тока в моментных обмотках, что приводит к изменению магнитного потока с частотой колебания. Сигнальные обмотки, связываемые индуктивно с моментными обмотками (т. е. расположенные вблизи них), преобразуют изменения тока в моментных обмотках в напряжение, направляемое в усилитель. Таким образом, совокупность моментных обмоток и индуктивно связываемых с ними сигнальных обмоток характеризует собой сверхпроводящий датчик дисбаланса, причем последовательное и встречное включение сигнальных обмоток позволяет увеличить полезный сигнал и устранить нелинейность датчика. На выходе усилителя включена подвижная обмотка векторметра, который показывает величину дисбаланса и его положение на роторе. С целью достижения однозначности показаний векторметра и положения дисбаланса следует с помощью модуляционной риски, поставленной в начале модуляционной маски, дополнительного фотодиода с усилителем и блока управления (на

чертеже не показаны) обеспечить момент начала работы формирователя при неизменном положении ротора относительно датчика дисбаланса.

За счет высокой избирательности комплексного электродинамического векторметра, высоких эксплуатационных качеств сверхпроводящего датчика дисбаланса, а также за счет использования формирователя в качестве коммутатора тока в обмотках статора для разгона ротора до требуемой скорости вращения предлагаемое устройство позволяет проводить окончательную балансировку роторов при рабочих температурах, близких к абсолютному

нулю, необходимую для высокоточных гироскопических устройств.

Формула изобретения

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее комплексный электродинамический векторметр с двумя неподвижными и одной подвижной обмотками и формирователь опорных напряжений неподвижных обмоток, отличающееся тем, что, с целью повып1ения точности определения при рабочих температурах, близких к абсолютному нулю, дисбаланса ротора криогенного гироскопа, имеющего коммутатор тока обмоток

статора и неподвижные моментные обмотки, оно снабжено сигнальными обмотками, подключенными к подвижной обмотке векторметра, связываемыми индуктивно с моментными обмотками, тепловыми сверхпроводящими

щунтами, устанавливаемыми в каждой из моментных обмоток, и переключателем, соединяющим формирователь опорных напряжений с обмотками статора гироскопа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Сборник «Теория и практика балансировочной техники. Под редакцией В. А. Щепетильникова, М., «Машиностроение, 1973,

с. 244-247.

2.Сборник «Теория и практика уравновешивания машин и приборов. Под редакцией В. А. Щепетильникова. М., «Машиностроение, 1970, с. 398-399 (прототип).

18