Подвес чувствительного элемента акселерометра Советский патент 1993 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в инерциальных системах навигации. Известен трехосный криогенный акселерометр, содержащий сверхпроводящий чувствительный элемент, сверхпроводящие катушки опоры и систему съема информации. Принцип взвешивания чувствительного элемента основан на эффекте Мейснбра: магнитное поле, создаваемое каждой катущкой опоры, отталкивает сверхпроводящую сферу (чувствительный элемент), в результате чего сфера занимает некоторое среднее положение между катушками. При появлении ускорения чувствительный элемент испытывает смещения, что регистрируется по изменению в катушках. , Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является подвес чувствительного элемента акселерометра, содержащий корпус с жестко закрепленным в нем неподвижным элементом из сверхпроводящего материала и чувствительный элемент в виде кольца из сверхпроводящего материала. Однако в-данном подвесе не обеспечивается угловая устойчивость в области магнитно-отталкивающих сил. Цель изобретения - повышение устойчивости подвеса.. Цель достигается тем, что в подвес, со-, держащий корпус с жестко закрепленным в нем неподвижным элементом из сверхпроводящег материала и чувствительный элемент в вид кольца из сверхпроводящего материала, введен стержень из сверхпроводящего материала, установленной в корпусе соосно неподвижному элементу, выполненному в виде кольца, при этом чувствительный элемент охватывает стержень. Конструкция подвеса чувствительного элемента акселерометра схематически представлена на чертеже. Подвес содержит корпус 1, неподвижный сверхпроводящий кольцевой элемент 2 опоры, сверхпроводящий кольцевой чувствительный элемент (ЧЭ) 3, сверхпроводящий стержень 4. Источником удерживающего магнитного поля является кольцо 2. Стабильное (устойчивое) состояние ЧЭ обеспечивается следующим образом. В направлении оси кольца 2 стабилизация достигается с помощью эффекта магнитная потенциальная яма, согласно которому магнитная сила уменьшается при уменьше НИИ зазора, что аналогично свойству силы пружины и обеспечивает устойчивость в направлении оси. Боковая устойчивость и устойчивость по наклону в зоне сил притяжения обеспечивается притягивающим характером магнитной силы и дополнительным сверхпроводящим стержнем. При возникновении бокового смещения возникает магнитная сила, обязанная идеальному диамагнетизму сверхпроводника (непроникновение магнитных силовых линий в массив стержня), стремящаяся оттолкнуть кольцо 3 в положение соосности колец 2 и 3. Боковая устойчивость по наклону в зоне сил отталкивания обеспечивается диамагнитным стержнем аналогично описанному выше. Каждый элемент наружной поверхности стержня 4 магнитно отталкивает обращенный к нему элемент кольца 3. Равнодействующая этих сил магнитного отталкивания.равна нулю в положении соосности колец 2 и 3. Поэтому кольцо 3, несмотря на дестабилизирующее действие сил отталкивания тока кольца 2, стремится к соосности с последним. Принцип работы трехосного акселерометра с данным подвесом основан на измерении магнитного поля прибора с помощью сверхпроводящих квантовых интерферометрических датчиков (сквидов). При изменении положения кольца 3 под действием ускорения в нем наводится ток (в силу условия постоянства охваченного им магнитного потока), что приводит к изменению магнитного поля прибора, которое может быть с высокой точностью измерено сквидами. Изменение магнитного поля и несет информацию U действующих ускорениях. Для регистрации смещений ЧЭ на корпусе прибора устанавливают пять сквидов с осью чувствительности по оси источника удерживающего магнитного поля, причем один сквид расположен на оси поля источника, а остальные четыре - по два на двух прямых, перпендикулярных друг другу и оси поля источника. Предлагаемый подвес чувствительного элемента акселерометра обеспечивает работоспособность прибора независимо от направления действующих сил инерции. (56) Горенштейн И.А. и др. Инерциальные навигационные системы. М.: Машиностроение, 1970. с. 130. Авторское сеидетельстпо СССР ; 642664, кл. G 01 V 7/02 1Q77.

КозорезВ.В. и др. О потенциальной яме магнитного взаимодействия идеально проФормула изобретен и я

ПОДВЕС ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА АКСЕЛЕРОМЕТРА, содержащий корпус с жестко закрепленным в нем неподвижным элементом и чувствительный элемент в виде кольца, выполненный из

водящих токовых контуров. ДАН УССР. сер. А. 1976, №3, с. 248-249.

с сверхпроводящего материала, отличающийся тем, что. с целью повышения устойчивости процесса, а него введен стержень из сверхпроводящего материала, установленный в корпусе соосно неподвижному

)Q элементу, выполненному р виде кольца, при этом чувствительный элемент охватыв ет стержень.