Устройство для балансировки поплавковых гироузлов Советский патент 1982 года по МПК G01M1/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ПОПЛАВКОВЫХ ГИРОУЗЛОВ Изобретение относится к приборостроению, преимущественно к бгшанси ровке поплавковых гироскопических приборов. Известно устройство для балансиро ки поплавковых гироузлов, содержащее основание, балансировочную рамку для установки поплавкового гироузла, измерительный механизм, выполненный в виде чувствительного перемещению пьезокварцевого элемента с двумя электродами, и блок измерения, выпол ненный из последовательно соединенны усилителя и регистрирующего прибоPaCl. Недостатком устройства является сложность конструкции и низкая точность измерения, связанная с малой чувствительностью пьезокварцевого элемента, измеряющего статический ди бсшан с поплавкового гироузла. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, является устройство для балансировки поплавковых гироузлов, содержащее основание, балан сировочную рамку для установки поплавкового гироузла, источник опорного напряжения, блок измерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обе стороны рамки и выполненных каждый в виде четырехполюсного статора с внутренним расположением полюсов, закрепленного на основании так, что два полюса направлены горизонтально, а два других - вертикально, якоря, закрепленного на оси рамки, четырех конденсаторов и четырех обмоток возбуждения, установленных на полюсах статора, соединенных одним выводом непосредственно с источником опорного напряжения, а другим через конденсатор. Дисбалансы поплавкового гироузла определяют измерением токов в обмотках возбуждения 2j. Недостатком устройства является то, что сигнал дисбаланса, снимаемый с обмоток возбуждения, характеризует лишь факт наличия дисбалансов гироузла, однако не позволяет оценить его знак. Это вызывает неоднозначность измерения, усложняет процесс балансировки.. Цельло изобретения является упрощение процесса балансировки и облегчение работы оператора. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для балансировки поплавковых гироузлов, содержащем основание, балансировочную рам ку для установки поплавкового гироузла, источник опорного напряжения, блок измерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обе стороны рамки и выполненных каждый в виде четырехполюсного статора внутренним расположением полюсов, закрепленного на основании так, что два полюса направлены горизонтально а два других - вертикально, якоря. закрепленного на оси рамки, четырех конденсаторов и четырех.обмоток возбуждения, установленных на полюсах статора, соединенных одним выводом непосредственно с источником опорного напряжения, а другим - через конценсатор, блок измерения выполнен в виде двухлучевого осциллографа и двух каналов, каждый из которых co-i держит фазовый детектор, выходы ко-, торых связаны с входами двухлучевогоосциллографа, а входы подключены к точкам соединения конденсаторов и обмоток возбуждения, установленных на вертикально расположенных полюсах статора соответствующего электро магнитного подвеса. На фиг. 1 представлена структурная блок-схема устройства, на фиг. различные случаи неуравновешенного состояния поплавкового гироузла, в отображении на экране осциллографа. Устройство содержит основание 1, балансировочную рамку 2 для установ ки поплавкового гироузла 3, источни 4 опорного переменного напряжения, блок 5 измерения и два электромагни ных подвеса б и 7, установленных по обе стороны рамки 2 и выполненных каждый в виде четырехполюсного статора 8 (9J с внутренним расположение полюсов 10-13 (14-17), закрепленного на основании 1 так, что два полюса 10 и 12 (14 и 16) направлены горизо тально,- а два других.11 и 13 (15 и 17) - вертикально, якоря 18 (19) , закрепленного на оси рамки 2, четырех конденсаторов 20-23 (24-27) и четырех обмоток 28-31 (32-35) возбуж дения, установленных на полюсах 1013 С14-17j статора 8 (9J, соединенных общим выводом непосредственно с источником 4 опорного напряжения, а другим - через конденсаторы 20-23 С 24-2 7). Блок 5 измерения выполнен в виде двухлучевого осциллографа 36 и двух каналов 37 и 38, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 39 (40) усилителей и фазовый детектор 41 (42), выходы которы связаны с входами двухлучевого осци лографа 36, а входы блока 39 (40) усилителей подключены к точкам соед нения конденсаторов 21 и 23 (25 и 2 и обмоток 29 и 31 (33 и 35) возбуждения, установленршх на вертикально расположенных полюсах 11 и 13 ( 15 и 17) статора 8(9) соответствующего электромагнитного подвеса б или 7. Устройство работает следующим образом. При проведении балансировки гироузел 3 закрепляют в предварительно отбалансированной рамке 2 и опускают в балансировочную ванну с жидкостью (условно не показана. При несбалансированности гироузла 3 .якори 18 и 19 электромагнитных подвесов 6 и 7, закрепленные на балансировочной рамке 2, смещаются в вертикальном направлении. Это приводит к изменению индуктивностей обмоток 29 и 31 (ЗЗ и 34), расположенных на вертикальных полюсах 11 и 13 (15 и 17) и образующих с подключенными к ним конденсаторами 21 и 23 (25 и 21) электрический мост, питаемый от источника 4 опорного напряжения. Как известно, такой мост обладает свойствами фазовращателя: при изменении индуктивностей будет менять|ся фаза напряжения в диагонали мос:та, причем знак фазы зависит от того, какая индуктивность увеличивается, а какая уменьшается, т. е. от направления смещения якоря 18 (19) подвеса 6(7) из-за неуравновешенности гироузла 3. Само значение фазы пропорционально изменению индуктивности, т„ е. смещению якоря 18 (19). Напряженияf снимаемые с акагоналей мостов подвесов 6 и 7 .. с;.:,тветственно, черве, блоки 39 и С ,. ..:;- лителей; по.цаотся на фазоз.;:,: детекторов 41 и 42. Напряжения i; vix выхода г пропорциональные фазе в.ходных напряжении К; следовательно, содержащие информацию о .величине к-, направлении .смещения якоря 18 (19), подаются на соответствуашке входы двухлучевого осциллографа 3S, Параметры обоих каналов схемы, а также усиление осциллографа 36 по каждом;/ каналу одинаковы. Блоки развертки обоих лучей осциллографа 36 отключаются. При отсутствии сигналов на экране будут наблюдаться две светящиеся . С помощью регулировок перемещений лучей по горизонтали и вертикали добиваются совмещения этих точек по вертикали и разводят их по горизонтали (фиг. 2 а). При подаче на входы осциллографа 36 сигналов с фазовых детекторов 41 и 42 и при наличии неуравновешенности поплавкового гироузла 3 точки на экране осциллографа 36 сместятся по вертикали, причем направление и величина смещения будут зависеть от знака и величины напряжения на выходе- каждого фазового детектора 41 и 42, Так, при наличии остаточной плавучести ( веса) и,при отсутствии диф

ферента на экране осциллографа 36 будут наблюдаться две равноудаленных от центральной линии точки в верхней (нижней половине экрана (фиг.26 и 2в) соответственно. Это объясняется тем, что напряжения на выходе фазовых детекторов 41 и 42 одинаковы по величине и знаку и пропорциональны величине и направлению смещения якорей 18 и 19, вызванному неуравновешенностью гироузла 3.

В случае, когда имеет место остаточная плавучесть ( вес ; и левый дифферент, происходит смещение якорей

18и 19 вверх (вниз) и разворот балансировочной рамки 2 вместе с якорями 18 и 19, пропорциональный дифференту..

Последнее приводит к тому, что результирующее смещение якорей 18 и

19неодинаково по величине. Вследствие этого напряжения на выходе фазовых детекторов 41 и 42 одинаковы по знаку, но разные по величине. В этом случае На экране осциллографа 36 будут наблюдаться две светящиеся точки в верхней (нижней половине экрана, удаленные от центральной линии на разные расстояния (фиг. 2г и, 2д). То же, но с правым дифферентом, показано на фиг. 2е и 2ж. Наличие только дифферента будет отражено на экране, как показано на фиг. 2и (правый дифферент и фиг. 2к (левый дифферент).

Имеющаяся на современных осциллографах экранная сетка с делениями может быть протарирована в единицах веса, что дает возможность непосредственно измерять параметры неуравновешенности поплавкового гироузла. А занесенные на сетку риски в окрестности ± Л от центральной горизонтали (фиг. 2 л) дают возможность опреде.лить находятся ли параметры неуравновешенности в поле допуска, где полуширина окрустности на экране осциллографа, соответствующая допустимому отклонению величин параметров неуравновешенности от номинальных.

Таким образом, новое построение блока измерения обеспечивает возможность измерения величины и знака

дисбалансов гироузла, а, следовательно, позволяет упростить процесс балансировки и облегчить работу оператора.

Формула изобретения

Устройство для балансировки поплавковых гироузлов , содержащее осно0вание, балансировочную рамку для установки поплавкового гироузла, ис- точник опорного напряжения, блок измерения и два электромагнитных подвеса, установленных по обе стороны

5 рамки и выполненных каждый в виде четырехполюсного статора с внутренним расположением полюсов, закрепленного на основании так, что два полюса направлены горизонтально, а два других вертикально, якоря, зак0репленного на оси рамки, четырех конденсаторов и четырех обмоток возбуждения, установленных на. полюсах статора, соединенных одним выводом непосредственно с источником опорного

5 напряжения, а другим - через конденсатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса балансировки и облегчения работы оператора, блок измерения выполнен в

0 виде двухлучевого осциллографа и двух каналов, кажддай из которых содержит фазовый детектор, выходы которых связаны с входами двухлучевого осциллографа, а входы подключены к

5 точкам соединения конденсаторов и обмоток возбуждения, установленных на вертикально расположенных полюсах статора соответствующего электромагнитного подвеса.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 697818, кл. G 01 М 1/12,G 01 С 9/00, .1978.

5

2.Гоцеридзе P.M. Универсальная установка для уравновешивания поплавковых чувствительных элементов в жидкости.-Сб. Уравновешивание роторов и механизмов. Под ред проф. Ще0петильникова В.Н. М., Машиностроение 1978,. с. 207-210 (прототип).

а.