УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ УЗЛОВ ОПТИЧЕСКИХ КООРДИНАТОРОВ

Предлагаемое устройство (полезная модель) относится к области электронного приборостроения и может быть использовано для балансировки гироскопических узлов координаторов оптико-электронных следящих систем (ОЭСС) пассивного типа.
Известно устройство [1], содержащее два вибродатчика подключенных к входам схемы исключения влияния плоскостей балансировки, выход которой через избирательный усилитель поступает на горизонтальную пластину электронно-лучевой трубки и одновременно через фазосдвигающую цепь подключен к другой горизонтальной пластине электронно-лучевой трубки, последовательно соединенные датчик опорных импульсов, усилитель импульсов, генератор пилообразного напряжения, резонансный фильтр, регулятор скорости вращения и источник питания, выход которого подключен к обмоткам статора, одновременно выход усилителя импульсов подключен к управляющей сетке электронно-лучевой трубки, а другой выход усилителя импульсов соединен с входом указателя скорости вращения ротора.
Устройство [1] предназначено для балансировки роторов асинхронных гиромоторов путем совмещения центра массы ротора с его материальной осью вращения. Однако в координаторах оптико-электронных следящих систем гироскопический узел одновременно является частью оптической системы. Поэтому балансировку гироскопических узлов координаторов ОЭСС необходимо осуществлять
путем совмещения центра массы ротора гироскопа с оптической осью следящей системы.
Наиболее близким по технической сущности и по числу общих признаков является устройство (прототип) [2], содержащее неподвижное основание, с установленным на нем поворотным столом, содержащим последовательно соединенные источник некогерентного излучения, спектральный фильтр, диафрагму, контрзеркало, параболическое зеркало и полупрозрачную пластину, последовательно соединенные источник ИК-излучения, другую диафрагму, имитатор параллельного пучка, оптический коммутатор, другое контрзеркало, другое параболлическое зеркало, выход которого соединен с другим входом полупрозрачной пластины, последовательно соединенные другой источник некогерентного излучения, другой имитатор параллельного пучка, наклонное зеркало, выход которого подключен к другому входу оптического коммутатора, узел перемещения параболического зеркала соединен с другим входом параболического зеркала, другой выход которого соединен с входом преобразователя линейного перемещения, привод горизонтального перемещения соединен с входом поворотного стола, другой вход которого соединен с выходом привода горизонтального перемещения, выход поворотного стола через датчик линейных перемещений соединен с входом блока регистрации и обработки результатов измерений, выход которого через усилитель мощности подключен к катушке имитации угловой скорости, дополнительный поворотный стол, содержащий индуктивный датчик положения, выход которого соединен с другим входом блока регистрации и обработки результатов измерений, контактно-зажимное устройство через электронный блок соединено с дополнительным входом блока регистрации и обработки результатов измерения, другой выход которого через систему подачи азота соединен с входом контактно-зажимного устройства.
Данное устройство имеет возможность юстировки оптической системы оптико-электронного координатора ОЭСС и измерения ее обобщенных параметров. При этом процесс измерения обобщенных параметров производится в динамических условиях при вращающемся гироскопе. Однако балансировку гироскопического узла оптико-электронного координатора следует производить на более ранней технологической стадии производства, т.к. это отражается на надежности работы координатора.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности работы оптического координатора при измерении его параметров.
Для достижения поставленной задачи предлагается устройство для балансировки гироскопических узлов оптических координаторов, которое, как и прототип, содержит неподвижное основание, привод горизонтального перемещения, привод вертикального перемещения, блок управления и обработки результатов измерений, подвижный стол, на котором установлены параболическое зеркало и дополнительный подвижный стол, на котором установлены диафрагма и источник некогерентного излучения.
В отличие от прототипа в устройство дополнительно введены привод продольного перемещения, конденсор, блок разгона с установленным на нем оптическим обтекателем, датчик вибраций и последовательно соединенные фазовращатель и электронно-лучевая трубка, при этом выход привода продольного перемещения подсоединен к входу дополнительного подвижного стола, выход источника некогерентного излучения через последовательно соединенные конденсор и диафрагму соединен с входом параболического зеркала, выход которого связан с входом гироскопического узла, кроме того, датчик вибраций, выход которого подключен к входу блока управления и обработки результатов измерений, соединен с гироскопическим узлом, другой вход
блока управления и обработки результатов измерений соединен с выходом гироскопического узла, причем дополнительный вход блока управления и обработки результатов измерений соединен с блоком разгона, а выход блока управления и регистрации результатов измерений одновременно соединен с входом фазовращателя и другим входом электронно-лучевой трубки, дополнительный вход которой подключен к другому выходу блока управления и регистрации результатов измерений.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что надежность работы координатора при измерении его параметров достигается за счет обеспечения балансировки гироскопического узла следящего оптического координатора путем совмещения центра массы ротора с оптической осью ОЭСС.
На фиг.1 представлена блок схема предлагаемого устройства для балансировки гироскопических узлов оптических координаторов.
Устройство для балансировки гироскопических узлов оптических координаторов содержит неподвижное основание 1, с установленным на нем подвижным столом 2, к входам которого подсоединены привод горизонтального перемещения 3 и привод вертикального перемещения 4, а также оптический обтекатель 5, и соединенный с блоком разгона 6, последовательно соединенные проверяемый гироскопический узел, вибродатчик 7, блок управления и обработки результатов измерений 8, фазовращатель 9 и электронно-лучевая трубка 10.
Одновременно выход блока управления и обработки результатов измерений 8 подключен к другому входу электронно-лучевой трубки 10, дополнительный вход которой соединен с другим выходом блока управления и обработки результатов измерений 8, при этом другой вход блока управления и обработки результатов измерений 8 соединен с выходом гироскопического узла, а дополнительный вход блока управления и обработки результатов измерений 8 соединен с выходом блока разгона 6.
На подвижном столе 2 установлен привод продольного перемещения 11, выход которого соединен с входом подвижного стола 12, на котором установлен последовательно соединенные источник некогерентного излучения 13, конденсор 14 и диафрагма 15. Выход диафрагмы 15 соединен с входом параболического зеркала 16, выход которого связан с входом гироскопического узла.
Устройство для балансировки гироскопических узлов оптических координаторов работает следующим образом.
При поступлении на вход блока разгона 6 управляющего сигнала с выхода блока управления и обработки результатов 8 начинается процесс раскрутки ротора гироскопа. При этом в режиме раскрутки обеспечивается частотно-независимое арретирование ротора гироскопа. После достижения ротором гироскопа номинальной частоты вращения автоматически включается система стабилизации его оборотов в блоке управления и обработки результатов измерений 8.
Для имитации точечной цели в фокальной плоскости объектива, входящего в состав гироскопического узла, служат источник некогерентного излучения 13, в качестве которого используется лампа ТРШ-2850, конденсор 14, диафрагма 15, расположенная в фокальной плоскости параболического зеркала 16. С помощью привода продольного перемещения 11 обеспечивается фокусировка изображения цели в фокальной плоскости объектива гироскопического узла, а с помощью приводов горизонтального перемещения 3 и вертикального перемещения 4 производится перемещение изображения цели в «мертвую зону».
Таким образом, изображение цели совмещается с оптической осью гироскопического узла. Силовой дисбаланс измеряется вибродатчиком 7, масштабируется в блоке управления и обработки результатов измерений 8 и в виде двух сигналов, сдвинутых относительно друг друга на 90 градусов, поступает на входы горизонтального и вертикального
отклонения луча электронно-лучевой трубки 10. При этом на экране электронно-лучевой трубки 10 образуется фигура Лиссажу в виде круга, диаметр которого пропорционален силовому дисбалансу. Место (фаза) дисбаланса определяется при помощи опорного сигнала на частоте вращения ротора с блока разгона 6. Этот сигнал преобразуется в импульсы, создающие при подаче на вход Z электронно-лучевой трубки 10 яркостную метку на круговой развертке.
Электронно-лучевая трубка 10 снабжается специальной сеткой, разделенной на 12 частей, как часовой циферблат.
Деление «12» на вертикальном диаметре сетки соответствует полюсу «N» магнита. Отсчет угла дисбаланса на роторе производится по часовой стрелке со стороны задней балансировочной плоскости. Яркостная метка на фигуре Лиссажу соответствует «легкому месту» на роторе.
Перемещая изображение некогерентного источника излучения 13 по полю зрения объектива гироскопического узла с помощью привода горизонтального перемещения 3, определяется моментный дисбаланс. Критерием моментного дисбаланса является зона нечувствительности фотоприемника и отсутствие смещения сигнала фотоприемника при прохождении изображения от источника некогерентного излучения 13 по полю зрения объектива гироскопического узла.
Балансировка производится после остановки ротора, при этом используется набор балансировочных винтов разной массы. Пуски и балансировка гироскопа производится несколько раз до выполнения требований по статической и моментной балансировке.
Таким образом, благодаря обеспечению балансировки гироскопического узла следящего оптического координатора, достигнуто повышение надежности работы координатора при измерении его параметров.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. М.П.Ковалев, С.П.Моржаков, К.С.Терехова Динамическое и статическое уравновешивание гироскопических устройств. Издательство «Машиностроение», Москва, 1965, с.225, фиг.9.24.
2. Российская Федерация, свидетельство на полезную модель №29583, МПК: G01D 3/00, 2003 г. - прототип