Patent RU-155046-U1 (RU)
Title: Трехкомпонентный измеритель угловой скорости на основе сферического гироскопа с электростатическим подвесом
IPC: G01C19/24
Filed: 2015-06-04
Granted: 2015-09-20
Abstract: Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использовано в системах ориентации, навигации и управления таких подвижных объектов, как самолет, корабль, спутник, подводная лодка, автомобиль, и других, где требуется информация об угловых скоростях. Особенность прибора состоит в том, что он однороторный, в отличие от других приборов, дополнительно измеряет угловую скорость объекта вокруг оси собственного вращения ротора, в силу чего на выходе выдает три компонента вектора абсолютной угловой скорости подвижного объекта (ПО). Техническим результатом полезной модели является получение трех компонентов угловой скорости подвижного объекта при помощи одного гироскопа, за счет предлагаемого технического решения. Только при наличии трех компонентов угловой скорости обеспечивается решение задачи определения трех углов ориентации подвижного объекта. Прибор представляет собой трехкомпонентный измеритель угловой скорости на основе сферического гироскопа с электростатическим подвесом ротора, в состав которого входит сферический полый ротор, заключенный в вакуумированную камеру, окруженный тремя парами ортогонально расположенных силовых поддерживающих электростатических электродов подвеса с источником высокочастотного напряжения, двухфазный асинхронный двигатель для привода ротора гироскопа с двумя парами диаметрально расположенных в экваториальной плоскости ротора обмоток, соединенных с источником переменного тока, причем одна из пар обмоток соединена с ним через конденсатор, обеспечивающий сдвиг фазы на 90 градусов, а также система отключения обмоток асинхронного двигателя после набора ротором заданной скорости вращения, две пары диаметрально расположенных последовательно соединенных обмоток, образующих два датчика момента, оси моментов которых перпендикулярны оси собственного вращения ротора, две пары электрически изолированных сегментных электродов, расположенных в экваториальной плоскости на внутренней поверхности вакуумной камеры, причем электроды каждой пары расположены симметрично по боковым сторонам от поддерживающих электродов, два оптических датчика съема информации, выполненные в виде твердотельного лазера и фотоприемника, два усилителя-преобразователя, при этом выход первого фотоприемника предназначен для определения угла поворота ротора вокруг оси ОХ корпуса, соединен со входом усилителя преобразователя, выход которого соединен с парой обмоток датчика момента, одна из которых содержит фазосдвигающий конденсатор, развивающего момент вокруг оси OY, выход второго фотоприемника, предназначенного для определения угла поворота вокруг оси OY корпуса, соединен со входом другого усилителя-преобразователя, выход которого соединен с парой обмоток датчика момента, одна из обмоток которого также содержит фазосдвигающий конденсатор, развивающего момент вокруг оси ОХ, последовательно с обмотками датчиков моментов включены эталонные резисторы, падения напряжения на которых несет информацию об оценках угловых скоростей ω х  и ω Y  объекта, силовая пара электрически изолированных сегментных электродов, расположенных вдоль оси ОХ, соединена последовательно с источником высокочастотного напряжения, дросселем и резистором, образуя цепь возбуждения колебаний, измерительная пара электрически изолированных сегментных электродов расположенных вдоль оси OY, соединена последовательно с дросселем и эталонным резистором, который соединен с входом фазочувствительного выпрямителя, выход фазочувствительного выпрямителя соединен со входом масштабирующего устройства, на выходе которого формируется электрический сигнал, пропорциональный измеряемой оценке ω Z  угловой скорости объекта вокруг оси OZ.