Введение
В настоящее время при разработке авиационных приборов и приборов для банков и офисов большое место уделяется предварительному моделированию разрабатываемых приборов и систем.
Сейчас развитие приборостроения во многом определяется тенденцией построения акселерометров и безроторных гироскопов: волоконно-оптических, лазерных, микромеханических, волновых твердотельных гироскопов (ВТГ) и др.
Развитие современной авиационной и ракетной техники невозможно без автоматизации процессов стабилизации и управления объектами. В качестве чувствительных элементов систем автоматического управления и стабилизации летательных аппаратов широкое применение находят акселерометры.
Основной целью курсовой работы является определение погрешности демпфера. Роль демпфера играет жидкость, находящаяся внутри корпуса акселерометра.
Описание датчика линейных ускорений
В данной работе рассматривается маятниковый акселерометр. Принцип его действия заключается в следующем. Линейное ускорение воспринимается непосредственно чувствительным элементом – маятником. Под действием линейного ускорения маятник отклоняется от положения равновесия, преобразуя тем самым величину линейного ускорения а в пропорциональную ей величину угла поворота . При помощи датчика перемещения значение угла поворота преобразуется в электрический сигнал, который после усиления и выпрямления подаётся на обмотки датчика момента, развивающего момент противодействия линейному ускорению и стремящегося вернуть маятник в положение равновесия. Электрический ток на выходе усилителя, протекая через добавочное сопротивление, создает падение напряжения на нем, пропорциональное измеряемому ускорению. Сила тока, протекающего по электрической цепи акселерометра, является выходным сигналом. Для успокоения колебаний подвижной системы в приборах обычно применяют демпферы. В акселерометрах данной конструкции роль демпферов выполняют датчик момента и жидкость, которой заполнена внутренняя полость прибора.
Рис.
1. Принципиальная схема
Конструктивно рассматриваемый акселерометр представляет собой цилиндр диаметром 35 мм и длиной 35 мм, внутри которого находится чувствительный элемент подвижной системы. Чувствительный элемент выполнен из алюминиевого сплава Д16Т. Этот сплав обладает повышенной прочностью, удовлетворительно обрабатывается резанием и обладает малой плотностью, что позволяет дополнительно разгрузить ось подвижной системы. Чувствительный элемент представляет собой полый цилиндр, состоящий из составных частей склеенных при помощи клея БФ-4. Магнитопровод датчика перемещения изготовлен из пермаллоя
марки НХ50. Обмотка возбуждения наматывается проводом ПЭВ – 1 диаметром 0,04 мм, а сигнальная обмотка – проводом ПЭВ – 1 диаметром 0,07 мм. Статор датчика перемещения представляет собой пакет, состоящий из отдельных листов склеенных при помощи клея БФ-4. Маятник датчика перемещения изготовлен из пермаллоя марки НХ50. Преимущества данного датчика перемещения бесконтактность, отсутствие моментов трения и тяжения. Недостаток – возникновение сил электро-магнитноготяжения.
В качестве противодействующего элемента используются датчик момента. Магнит датчика изготавливается из сплава ЮНДК24Б, а обмотка наматывается проводом ПЭВ – 1 диаметром 0,05 мм. Датчик момента является электрической пружиной. Основное преимущество такого датчика момента повышение точности акселерометра, делая его чувствительность независимой от колебания питающего напряжения, нелинейности характеристик датчика перемещения.
Внутри прибора находится сильфон для компенсации температурных расширений.
Движение деталей по заданной траектории обеспечивается при помощи двух опор с подшипниками насыпного типа, их преимущества в простоте изготовления и низкий момент трения по сравнению с другими подшипниками.
Все вышеперечисленные элементы погружены в жидкость БЛП, которая не показана на эскизе, но заполняет все свободное пространство прибора и выполняет следующие функции: гидростатической разгрузки, демпфирования колебаний, улучшения теплоотвода от обмоток датчика перемещения и датчика момента, роль смазки в трущихся элементах.
Технический эскиз акселерометра получен мысленным рассечением прибора плоскостью, проходящей через его центральную ось симметрии. Сечения, образующие эскиз выполнены таким образом, чтобы вскрыть и показать наибольшее число составляющих прибор деталей и элементов, пояснить принцип работы прибора и объяснить схему взаимного расположения и взаимодействия его отдельных систем.