Устройство для измерения угловых уско-РЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01P15/03 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и предназначено для измерения угловых ускорений. Известно фотоэлектрическое устройство для измерения ускорений, содержащее корпус, источник света, ине ционную массу, упруго связанную с корпусом и светочувствительное устройство, вырабатывающее электрический сигнал, пропорциональный ускорению С 11 Основным недостатком устройства я ляется невозможность повышения чувст вительности и расширения частотного диапазона при измерении малых ускорений . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения угловых ускорений, содержащее чувствительный злемент, выполненный в виде инерцион ного кольца, упруго связанного с кон УСКОРЕНИЙ ролируемым валом, кольцевые осветители и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхности полупрозрачным слоем, растровые решетки, одна из которых нанесена на основании чувствительного злемента, а другая - на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фотоприемник и осветительный элемент, рас положенный между источником излучения и осветителем t 2 1. . Однако конструктивное решение этого устройства не позволяет расширить диапазон измеряемых ускорений. Целью ускорения является расширение диапазона измеряемых ускорений. Поставленная цель достигается тем, что кольцевой х)светитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость которых выбрана не равной жесткости упругих связей чувствительного элемента. На фиг.1,2 приведена конструктивная схема предложенного устройства с разрезами. Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых ускорений выполнено в виде двух отдельных частей, сим метрично расположенных по отношению друг к другу. Вращающаяся часть устройства при помощи полумуфты жестко крепится к контролируемому объекту (на чертеже не показан) и включае в себя чувствительный элемент, выпол ненный в виде инерционного кольца 2, укрепленного с помощью упругих связей 3 к валу 4. С инерционным кольцом 2 соединен конический кольцеврй конус 5, на основании которого нанесена круговая растровая решетка 6. Т кая же решетка 7 нанесена на основании кольцевого сборника 8, отделенного от кальце.вого осветителя 9 полу прозрачным слоем 10 по их контактиру ющей повс рхности. Кольцевые сборник и осветитель 9 расположены соосно с валом 4 и жестко соединены с ним посредством упругих связей 1. При это жесткость упругих связей I I значиЭёл но меньше или больше жесткости упругих связей 3 и их соотношение выбира ется исходя из требуемой чувствитель ности и частотного диапазона. Отража ющие поверхности 12 и 13 кольцевого конуса 5, а также 10, 14 и 15 кольцевых сборника 8 и осветителя 9 наклонены к оси чувствительности устройства под одним и тем же углом. Рядом с вращающейся частью и симметрично ей расположена неподвижная часть устройства, содержащая источник излучения 16, линзы 17 и 18, фотоприемник I9 и светоделительный эле мент 20. Источник излучения 16 расположен в фокальной плоскости линзы 17, прикреплен к стакану 21 и с помощью резьбового соединения связан с корпусом 22, С корпусом 22 подвижно соединена крышка 23, на которой закреплен фотоприемник 19, Светоделительный элемент 20 расположен перед входным зрачком линзы 18 и наклонен к оси чувствительности ус ройства под тем же углом, что и отра жающие поверхности кольцевых сборника 8 и осветителя 9, Устройство работает следующим образом:Св.етовой поток, излучаемый источником излучения 16, направляется лин зами 17 паралле;1ьным пучком на входной зрачок кольцевого осветителя 9 и, отразившись от поверхностей 14 и 15, направляется в виде светового кольца на отражающие поверхности 12 и 13 кольцевого конуса 5, а затем на растровую решетку 6, При отсутствии углового ускорения измерительное сопряжение растровых решеток 6 и 7 практически не пропускает светового потока на кольцевой сборник 8 и соответственно на фотоприемник 19. Когда же появляется ускорение, происходит угловой поворот чувствительного элемента и кольцевого осветителя со сборником светового потока по отношению к валу 4 и их взаимное смещение, В этом случае световой поток после отражения от поверхностей 10 и 14 и оветоделительного элемента 20 поступает на фотоприемник 19. Величина светового потока, падающего на фотоприемник 19, пропорциональна взаимному угловому смещению чувствительного элемента и кольцевого осветителя со сборником светового потока, то есть действующему ускорению. Расширение диапазона измеряемых ускорений происходит благодаря тому, что упругие связи разной жесткости воспринимают разные значения ускорений. Формула изобретения Устройство для измерения ускорений, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде инерционного кольца, упруго связанного с контролируемым валом, кольцевые осветитель и сборник светового потока, расположенные соосно с валом и разделенные по контактирующей поверхнос-ти полупрозрачным слоем, растровые решетки, одна из которых нанесена на основании чувствительного элемента, -а другая - на основании кольцевого сборника, источник излучения, линзы, фотоприемник и светоделительный 3jieмент, расположенный между источником излучения и осветителем, отличающееся тем, jfTo, с целью расширения диапазона измеряемых ускорений, кольцевой осветитель и сборник светового потока соединены с валом посредством упругих связей, жесткость } оторых выбрана не равной жесткости

мента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1974,

2. Авторское свидетельство СССР № 606137, кл. 601 Р 15/08, 1976.

:риг.1

-А

фиг.г