Способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа
Авторы патента:
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.
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; - скорость вращения ротора; - температурный коэффициент линейного расширения ротора и торсионов; - температурный коэффициент модуля упругости торсионов. Сущность изобретения заключается в следующем. Собственная частота fa автоколебаний ротора имеет видгде
H = (Jx + Jyk) = C;
A = Jy + 1/2 Jyк;
Z = C/A;
Jx, Jy - полярный и экваториальный моменты инерции наружного кольца;
Jxк, Jyк - полярный и экваториальный моменты инерции внутреннего кольца;
k -коэффициент упругости торсионов ротора;
- - скорость вращения ротора. С учетом температуры to ротора его параметры примут вид
C = C0(1 + to)2 C0(1 + 2to) ;
A = A0(1 + to)2 A0(1 + 2to) ;
k K0(1 + 3to - to) ;
где C0, A0, K0, - соответствующие параметры при нулевой температуре. Подставляя (2) в (1), получаем:
С точностью до малых второго порядка относительно to выражение (3) примет вид:
Поскольку для гироскопа обеспечивается условие динамической настройки:
то из (4) получаем
Тогда
где
коэффициент пропорциональности;
= fa - r - разность сравниваемых частот. Таким образом, измеряемое значение температуры вращающегося ротора пропорционально разности сравниваемых частот 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
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;
- скорость вращения ротора;
- температурный коэффициент линейного расширения ротора и торсионов;
- температурный коэффициент модуля упругости торсионов.
Похожие патенты:
Датчик инерциальной первичной информации // 2119645
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к вибрационным датчикам угловой скорости и датчикам линейного ускорения для инерциальной навигации
Трехстепенный гироскоп // 2119146
Изобретение относится к области гироскопии и может быть использовано в системах управления движением, например космических и других летательных аппаратов
Магнитоэлектрический двигатель гироскопа // 2118795
Изобретение относится к области навигации, а более конкретно, к устройству гидродвигателей, и, в частности, к магнитоэлектрическим двигателям 2(МЭД) гироскопа
Способ повышения точности шаровых гироскопов // 2118794
Изобретение относится к области навигации, в частности к гироприборостроению
Датчик углового и линейного положения // 2117916
Индикаторный гиростабилизатор // 2117915
Изобретение относится к волоконной оптике и может быть использовано при конструировании трехосного волоконно-оптического гироскопа, использующегося для измерения полного вектора угловой скорости
Лазерный гироскоп // 2117251
Изобретение относится к лазерным гироскопам и может быть использовано для измерения угловой скорости и малых вариаций угловой скорости вращения, например угловой скорости вращения Земли
Способ измерения // 2117250
Изобретение относится к авиационной технике, к системам нашлемного целеуказания, индикации, к единой системе целеуказания и индикации (НСЦИ), комплексирующихся с обзорно-прицельными и индикационными системами (телевизионными, тепловизионными, радиолокационными), и может найти применение при отработке на стендах, тренажерах, а также в игровых центрах коммерческого назначения, моделирующих боевую, естественно-научную или игровую обстановку
Изобретение относится к области морского навигационного приборостроения и может быть использовано в современных морских гироскопических компасах с автономным, плавающим в жидкости чувствительным элементом
Волоконно-оптический гироскоп // 2122179
Изобретение относится к группе устройств, известных как волоконно-оптические гироскопы, используемые для измерения скорости вращения или угла поворота объектов, на которых гироскопы располагаются
Устройство для измерения угловой скорости // 2122743
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения угловой скорости различных подвижных объектов
Гироскопический прибор // 2123170
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к гироскопическим приборам малогабаритных вращающихся по крену управляемых ракет, используемым, например в качестве датчика угла пеленга ракеты при движении по траектории
Изобретение относится к области измерительной техники, конкретно к той ее части, которая занимается вопросами азимутального ориентирования подвижных объектов, имеющих в системах управления гиростабилизаторы
Устройство для гироскопических измерений // 2124183