ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ВОЛНОВОЙ ГИРОСКОП

Полезная модель относится к области измерительной техники предназначенной для измерения угловой скорости.
4
Известен вибрационный цилиндрический гироскоп, описанный в изобретении под названием «Вибрационный цилиндрический гироскоп и способ измерения» [патент США №4793195, МПК G01C 19/28, G01C 19/56, опубликован 27.12.1988 г.], содержащий корпус, на основании которого установлен кронштейн с закрепленным резонатором, во внутренней полости которого расположена емкостная система регистрации колебаний резонатора, напротив которой с внешней стороны резонатора установлена электромагнитная система возбуждения колебаний резонатора, обе системы крепятся к кронштейну.
Данное устройство принимается за прототип, как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому.
Недостатком известного гироскопа является то, что при простой цилиндрической форме резонатора происходят значительные потери энергии колебаний резонатора. Это приводит к уменьшению добротности и к нестабильности колебаний резонатора, в результате снижается точность измерения угловой скорости.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности измерения угловой скорости.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в увеличении добротности колебательной системы и в обеспечении стабильности колебаний резонатора с амплитудой большей величины без увеличения усилий для их возбуждения.
Указанный технический результат достигается тем, что твердотельный волновой гироскоп содержит корпус, на основании которого установлен кронштейн с закрепленным резонатором, во внутренней полости которого расположена емкостная система регистрации колебаний резонатора, напротив которой с внешней стороны резонатора установлена электромагнитная система возбуждения колебаний резонатора, обе системы крепятся к кронштейну, согласно предлагаемой полезной модели боковая поверхность резонатора имеет выступ, расположенный между емкостной и электромагнитной системами, а в основании резонатора выполнены сквозные отверстия.
Выполнение гироскопа в виде корпуса, на основании которого установлен кронштейн с закрепленным резонатором, во внутренней полости которого расположена емкостная система регистрации колебаний резонатора, напротив которой с внешней стороны резонатора установлена электромагнитная система возбуждения колебаний резонатора, обе системы крепятся к кронштейну, боковая поверхность резонатора имеет выступ, расположенный между емкостной и электромагнитной системами, а в основании резонатора выполнены сквозные отверстия, позволяет увеличить добротность колебательной системы и обеспечить стабильность колебаний резонатора с амплитудой большей величины без увеличения усилий для их возбуждения.
Наличие в заявляемой полезной модели признаков, отличающих ее от прототипа, позволяет считать ее соответствующим условию «новизна».
Полезная модель иллюстрируется чертежами:
на фиг. представлена схема конструкции твердотельного волнового гироскопа.
Твердотельный волновой гироскоп содержит герметичный корпус 1, на основании 2 которого установлен кронштейн 3 с закрепленным резонатором 4. Резонатор 4 выполнен из металла, в виде полого несквозного цилиндра, во внутренней полости которого расположена емкостная система регистрации колебаний резонатора. Емкостная система состоит из электродов 5, расположенных равномерно по окружности с зазором относительно внутренней боковой поверхности резонатора 4 и жестко зафиксированных на кронштейне 3, и металлического вывода 6, установленного вдоль оси крепления резонатора 4. Напротив емкостной системы со стороны внешней боковой поверхности резонатора 4 установлена электромагнитная система возбуждения колебаний резонатора 4. Электромагнитная система состоит из электромагнитов 7, установленных равномерно по окружности с зазором относительно внешней боковой поверхности резонатора 4 в металлическом кольце 8. Металлическое кольцо 8 неразъемно соединено с кронштейном 3. Причем каждый из электромагнитов 7 установлен напротив соответствующего электрода 5.
Боковая поверхность резонатора 4 имеет выступ 9, расположенный между электродами 5 и электромагнитами 7, что позволяет обеспечить стабильность колебаний резонатора 4 и точность измерений.
В основании резонатора 4 равномерно по окружности выполнены сквозные отверстия 10, которые предназначены для акустической развязки резонатора 4 от места его крепления к кронштейну 3, что позволяет увеличить стабильность колебаний резонатора 4, тем самым увеличивается точность измерений и уменьшается энергопотребление твердотельного волнового гироскопа.
Работа твердотельного волнового гироскопа осуществляется следующим образом
При подаче на электромагниты 7 переменного напряжения частотой равной резонансной частоте резонатора 4 возникает электростатическое взаимодействие резонатора 4 с электромагнитами 7, что приводит, к возбуждению колебаний выступа 9 резонатора 4. Колебания выступа 9 резонатора 4 называются стоячей волной. Выступ 9 резонатора 4 обеспечивает увеличение добротности колебательной системы. Сквозные отверстия 10 в основании резонатора 4 обеспечивают акустическую развязку колебаний выступа 9 резонатора 4 от мест его крепления.
При действии угловой скорости, направленной вдоль оси чувствительности гироскопа, возникают кориолисовы силы инерции, вызывающие прецессию стоячей волны, которая определяется емкостной системой регистрации колебаний резонатора 4. Изменения емкостей между электродами 5 и металлическим выводом 6 характеризуют величину действующей угловой скорости.
Таким образом, применение заявленного твердотельного волнового гироскопа позволяет увеличить добротность колебательной системы и обеспечить стабильность колебаний резонатора с амплитудой большей величины без увеличения усилий для их возбуждения.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в измерительной технике, в измерительных элементах угловой скорости;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления;
- средство, воплощающее заявленную полезную модель при осуществлении, способно увеличить добротность колебаний системы и обеспечить стабильность колебаний резонатора с амплитудой большей величины без увеличения усилий для их возбуждения.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».