Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВ РОТОРНОГО ВИБРАЦИОННОГО ГИРОСКОПА
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВ РОТОРНОГО ВИБРАЦИОННОГО ГИРОСКОПА

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВ РОТОРНОГО ВИБРАЦИОННОГО ГИРОСКОПА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к годроскопии и может быть использовано в системах инерциального управления подвижных объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры. В способе возбуждают автоколебания ротора гидроскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и частоту вращения скорости ротора гидроскопа, а значение температуры вращающихся элементов гидроскопа определяют по разности измеренных частот.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2120107
Класс(ы) патента: G01C19/00
Номер заявки: 3115013/28
Дата подачи заявки: 21.05.1985
Дата публикации: 10.10.1998
Заявитель(и): Миасский электромеханический научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения электромеханики
Автор(ы): Белугин В.Б.
Патентообладатель(и): Миасский электромеханический научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения электромеханики
Описание изобретения: Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах инерциального управления подвижных объектов.
Известен способ измерения температуры вращающихся элементов гироскопов, заключающийся в измерении сигналов, пропорциональных температуре отдельных элементов, и определении по ним температурного состояния гироскопа.
Недостатком известного способа является низкая точность измерения температуры вращающихся элементов (ротора) и отсутствие выработки интегральной оценки температуры по объему вращающихся элементов.
Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения температуры путем выработки ее интегрального значения.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения температуры вращающихся элементов гироскопа дополнительно возбуждают автоколебания ротора гироскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и приводной скорости вращения ротора, а значение температуры определяют по формуле

где
to - интегральное по объему ротора значение температуры;
f0 - частота измеренных автоколебаний;
K0, C0, A0 - коэффициент упругости торсионов, полярный и экваториальный моменты инерции ротора при нулевой температуре соответственно;
Ω - скорость вращения ротора;
α - температурный коэффициент линейного расширения ротора и торсионов;
γ - температурный коэффициент модуля упругости торсионов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Собственная частота fa автоколебаний ротора имеет вид

где
H = (Jx + Jyk)Ω = CΩ;
A = Jy + 1/2 J;

Z = C/A;
Jx, Jy - полярный и экваториальный моменты инерции наружного кольца;
J, J - полярный и экваториальный моменты инерции внутреннего кольца;
k -коэффициент упругости торсионов ротора;
Ω - - скорость вращения ротора.
С учетом температуры to ротора его параметры примут вид
C = C0(1 + αto)2 ≈ C0(1 + 2αto) ;
A = A0(1 + αto)2 ≈ A0(1 + 2αto) ;


k ≈ K0(1 + 3αto - γto) ;


где C0, A0, K0, - соответствующие параметры при нулевой температуре.
Подставляя (2) в (1), получаем:

С точностью до малых второго порядка относительно αto выражение (3) примет вид:

Поскольку для гироскопа обеспечивается условие динамической настройки:

то из (4) получаем

Тогда

где
коэффициент пропорциональности;
Δ = fa - rΩ - разность сравниваемых частот.
Таким образом, измеряемое значение температуры вращающегося ротора пропорционально разности сравниваемых частот Δ с коэффициентом пропорциональности S.
В результате определение температуры ротора, состоящего из колец и торсионов, производят без каких-либо термодатчиков, поскольку сам ротор выполняет функцию термодатчиков. Показания температуры передается на основание гироскопа бесконтактно. Измерение температуры производят в процессе обычной работы гироскопа в качестве чувствительного элемента инерциальных систем. Точность измерения повышается за счет низкого уровня помех на частоте fa.
Формула изобретения: Способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, заключающийся в измерении сигналов, пропорциональных температуре отдельных элементов, и определении по ним температурного состояния гироскопа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем выработки ее интегрального значения, возбуждают автоколебания ротора гироскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и приводной скорости вращения ротора гироскопа, а значение температуры определяют по формуле

где t0 - интегральное по объему ротора значение температуры;
f0 - частота измеренных автоколебаний;
K0, C0, A0 - коэффициент упругости торсионов, полярный и экваториальный моменты инерции ротора при нулевой температуре соответственно;
Ω - скорость вращения ротора;
α - температурный коэффициент линейного расширения ротора и торсионов;
γ - температурный коэффициент модуля упругости торсионов.