4. Расчет параметров элементов прибора.

4.1 Расчет демпферов.

Демпферы авиаприборов предназначены для создания сил или моментов с целью успокоения (демпфирования) колебаний подвижной системы. Эти моменты (силы) пропорциональны скорости движения подвижной системы и вводятся в прибор с целью повешения его динамических характеристик, то есть для получения меньшего времени ее успокоения, причем степень успокоения должна оставаться постоянной, как при изменении внешних условий, так и при всех возможных в процессе работы скоростях поворота подвижной системы. Следовательно, при конструировании демпферов необходимо учесть все эти требования.

Часто в конструкциях приборов демпфирование подвижной системы осуществляют не одним, а несколькими типами демпферов, поэтому общий демпфирующий момент подвижной системы будет находится как сумма моментов каждого демпфера.

Находим демпфирующий момент С1 цилиндрического поплавкового демпфера, так как инерционная масса поплавкового акселерометра в данном случае представляет собой цилиндр, то есть демпфирование осуществляется за счет вязкого трения жидкости о поплавок в зазоре между поплавком и корпусом. Удельный демпфирующий момент С1 находится по формуле:

С1 = (2 *  * R * l * ) / = (2 * 3,14 * 1,85 * 1,2 * 7,68 * 0,0000001) / 0,1 = 0,00366 Н см с,

где С1 – удельный демпфирующий момент, R – радиус поплавка, l – длина поплавка,  - коэффициент динамической вязкости, который находится по формуле:

 =  * = 4 * 0,000001 * 1920 = 0,000000768 (Н с) / см,

где  - кинетическая вязкость, а  - плотность жидкости.

Далее находим демпфирующий момент С2 рамочного демпфера, вращающегося в поле двухполюсного магнита (так как магнитоэлектрический датчик момента в данном акселерометре играет роль не только электрической пружины, но и демпфера) по формуле:

С2 = (B * l * W * R) / rк,

где rк – сопротивление катушки, B – магнитная индукция в зазоре, l – ширина рамки, R – радиус рамки W- число витков в катушке.

Отсюда,



W = (( 0,21 - 0,00366) *900) / (1 * 0,4 * 1,6) = 210

Степень успокоения



 = Соб / (2 * ( J * K) ) = 0,6875

4.2 Расчет датчика момента.

Датчик момента представляет собой силовой элемент, предназначенный для создания противодействующего момента, пропорционального силе тока, проходящего через его катушку. Датчики момента также называют электрической пружиной. Расчет датчика момента заключается в нахождении потока и индукции в рабочем зазоре.

Задаемся исходными данными исходя из чертежа:

Воздушный зазор  = 1, геометрическими размерами магнита ( диаметр D = 25 мм, ширина полюсов b = 8 мм, угол между смежными полюсами  = 30 , высотой h = 4мм, длинной средней линии lм = 25 мм).

Находим суммарное значение трубок проводимости G1, G2 …Gn, соответствующие распределению рабочего потока и потоков рассеяния в промежутках.

G1 = По * L * T *(D + Г) / 2Г = 1,256 * 0,000001 * 4 * 30 *(25+1) *2 = 0,00392

S1 = 30 * 13 * 2 = 1560 мм

G2 = 2 *По * (D/2 + Г/2) * ln(1 + (2 *c / ) ) = 2 * 1,256 0,000001* (12,5 + 0,5) *ln (1 + 3) = 0,00007174

S2 = 2 * 3,14 * 13 * 1 = 81,64 мм

G3 = По * 1,64 * D = 1,256 *0,000001 *1,64 * 4 = 0,00001648

S3 = 0,26 * 3,14 * 1 * 9 = 6,1 мм

G4 = 0,077 * По * Г = 0,077 * 1,256 * 0,000001 * 1 = 0,000000774

S4 = (3,14 * 1) / 16 = 0,196 мм

Суммарное значение коэффициента рассеяния  = 1.

Определим величину угла  прямой проводимости по формуле:

 = arctg ( ( lм * G ) / (p * Sм) ) = arctg( (0,025 * 0,004) / ( 0,004 * 0,08 ) ) = 17.

Проведя на графике прямую проводимости под углом 17 для сплава ЮНДК 24 находим значение В = 0,26 Тл.

Определяем поток Фр в рабочем зазоре по формуле:

Фр = ( B * Sм ) /  = ( 0,26 *0,0000032 ) / 1 = 0,0000083 Вб

Определяем индукцию Вр в рабочем зазоре по формуле:

Вр = Фр / Sм = 0,0000083 / 0,0000032 = 0,2 Тл