Конструкция датчика дусу-1.
В состав датчика ДУСУ входят следующие элементы:
гироузел;
демпфер;
датчик момента;
передаточный механизм;
сильфон
Теперь рассмотрим конструкцию ДУСУ поэлементно.
Конструкция гироузла.
Стакан 11 и дно гироузла образуют бачок с цапфами для подшипников, в которых фиксируется гироузел. Внутри дна накладками 13 и винтами 12 закрепляется гиромотор, после чего дно и стакан герметично запаивается. Для уменьшения вентиляционных потерь гиромотора и улучшения теплоотвода внутренняя полость гироузла заполняется водородом через трубку. Трубка после заполнения запаивается. К стакану прикреплён ротор демпфера 37. Гироузел балансируется относительно оси подвеса винтами, ввертываемыми в лопатки ротора демпфера.
В состав гироузла входит гиромотор. Гиромотор предназначен для создания кинетического момента гироскопа. В приборе ДУСУ используются асинхронные и синхронные гиромоторы. Асинхронный гиромотор представляет собой электродвигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора. Обмотка статора создает вращающееся магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через ротор. Пересекая короткозамкнутый виток ротора, магнитное поле по закону электромагнитной индукции наводит в нем ЭДС и ток. Ток, взаимодействуя с магнитным полем статора, создает выталкивающие силы, приложенные к ротору. Силы создают момент, вращающий ротор. Электрическое питание к гиромотору подается через контакты 14.
Конструкция гиромотора.
Неподвижная часть гиромотора – статор представляет собой пакет пластин из электротехнической стали. В пакет статора запрессованы втулки с гнездами для подшипников. Во втулки вставлена ось. Пакет имеет 12 пазов, в которые уложена обмотка статора. Ротор гиромотора состоит из обода, выполненного из тяжелого сплава. Пакет железа набран из пластин тонкой электротехнической стали. В пакете имеются пазы и торцы, которые залиты алюминиевым сплавом, образующим короткозамкнутый ротор «беличью клетку». Пакет железа с «беличьей клеткой» завальцован в обойму и заправлен в обод. Фланцы ротора крепятся к обойме винтами. Подбором прокладок устанавливается осевая нагрузка на подшипники.
Конструкция демпфера.
Демпфер предназначен для успокоения колебаний ГУ и поддержания их постоянными во всем диапазоне температур. Ротор демпфера 25 представляет собой диск с шестью лопатками. Статор 38 демпфера с шестью лопатками привернут к корпусу без зазора по наружному диаметру. Лопатки ротора 37 входят во впадины между лопатками статора 38 с зазором по торцу. В расточку статора без зазора вставлена втулка с отверстиями. К втулке привернута винтами диафрагма. Внутри втулки по направляющей может перемещаться конус 4. При повороте гироузла лопатки ротора перемещают жидкость через зазоры демпфирующего устройства, уменьшая тем самым колебания гироузла. С изменением температуры меняется вязкость жидкости и её объём. Компенсация температурных изменений вязкости жидкости производится изменением сечения кольцевой щели между конусом 4 и диафрагмой 35. Конус 4 под действием пружины 32 при увеличении температуры перемещается за дном сильфона 2, который в этом случае сжимается. При понижении температуры сильфон, преодолевая сопротивление пружины 36, перемещае т конус 4 в сторону увеличения кольцевой щели. Температурные изменения объема жидкости компенсируются сильфоном 2 с помещенной внутри него пружиной 36. Сильфон развальцован сверху, а затем герметично запаян в крышку 3. Дно сильфона герметично впаяно в нижний гофр. Пружина 36 сильфона находиться в частично сжатом состоянии. После заполнения прибора трубка запаивается. Оставшийся внутри сильфона воздух действует как дополнительная пружина. При нормальной температуре гофры сильфона находятся в нейтральном положении.
Конструкция датчика момента.
Датчик момента предназначен для поворота ГУ при проверках функционирования прибора. Моментный датчик конструктивно состоит из шестиполюсного постоянного магнита 44, узла катушек 43 и магнитопровода 42. Узел катушек крепится неподвижно относительно корпуса 16, состоит из каркаса 41 с приклеенными к нему шестью катушками 43. Катушки электрически соединены между собой. Магнитопровод 42 датчика момента имеет вид кольца, вклеенного в корпус. Работа датчика момента основана на свойстве проводника с током взаимодействовать с внешним магнитным полем. При пропускании электрического тока через катушки, магнит вместе с ГУ поворачиваются на некоторый угол. При изменении направления тока в катушках, изменится и направление поворота магнита с ГУ.
Конструкция передаточного механизма.
Передаточный механизм предназначен для создания момента, уравновешивающего гироскопический момент, и преобразования угла поворота гироузла в электрический сигнал. Палец 29 передаточного механизма закреплён на дне гироузла с помощью винтов. Положение передаточного механизма относительно пальца 21 гироузла регулируется винтом и пружиной. Передаточный механизм состоит из основания 19, к которому привёрнуты две плоские измерительные пружины 25, расположенные под углом 90° друг к другу. С другой стороны к пружинам привёрнут сухарь 24. В сухаре имеется паз, в который с зазором входит палец гироузла. К сухарю привёрнут щеткодержатель 23, на котором закреплена пластинка с 2-мя щетками 18 (для большей надёжности). Щеткодержатель электрически изолирован от пластины со щетками 18. На основании передаточного механизма закреплён потенциометр, который представляет собой каркас с намотанным эмалированным проводом. В месте контакта потенциометра со щетками эмаль снята. На каркас наклеены три контакта, соединённые с концами намотки и средней точкой потенциометра. Начальное положение щеток относительно потенциометра регулируется таким образом, чтобы щетки касались того витка, от которого выведена средняя точка. Со стороны передаточного механизма к корпусу припаяна крышка. Внутреннее пространство заполнено жидкостью через трубку.
Принцип действия: при отсутствии угловой скорости вращения прибора вокруг измерительной оси гироскопический момент равен нулю. Щетка потенциометра удерживается пружинами против средней точки. Напряжение между средней точкой и щеткой равно нулю. При повороте гироузла от действия угловой скорости, палец гироузла преодолевает противодействие пружин и поворачивает сухарь около центра, проходящего через линию пересечения пружин. Поворачиваясь вместе с сухарем, щетки перемещаются по обмотке потенциометра. Жесткость пружин подобрана так, что при угловой скорости равной диапазону измерения, гироскопический момент уравновешивается пружинами, когда щетка дойдет до края обмотки потенциометра. При этом напряжение между щеткой 18 и средней точкой равно половине напряжения питания потенциометра. Следовательно, при изменении угловой скорости от нуля до величины, равной диапазону измерения прибора, выходной сигнал, снимаемый со щетки 18 и средней точки, изменяется от нуля до половины напряжения питания потенциометра.
Конструкция сильфона.
Сильфон 26 предназначен для компенсации изменения объема жидкости, залитой внутри прибора и перемещения корпуса демпфера. Сильфон завальцован, а затем герметически запаян с дном 5 в крышку 3. Внутри сильфона герметично впаяно левое дно. Пружина находится в частично сжатом состоянии.
При нормальной температуре гофры сильфона находятся в нейтральном положении. Если температура прибора увеличивается, увеличивается объем жидкости. Гофры сжимаются, дно перемещается влево. Пружина и воздух находящиеся внутри прибора сжимаются. Если температура прибора стала меньше нормальной, объем жидкости уменьшается. Сильфон под действием пружины и давления воздуха, находящегося внутри сильфона, растягивается. Дно перемещается вправо.