ТЕРМОСТАТИРУЕМОЕ ГИРОСКОПИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области гироскопического приборостроения и может быть использована в поплавковых гироскопах, работающих в условиях нестационарных внешних тепловых воздействий.
Известен двухстепенной поплавковый гироскоп, описанный в патенте РФ на изобретение №2229100, МПК G01C 19/20, опубл. 20.05.2004 г., содержащий цилиндрический внешний корпус, цилиндрическую поплавковую камеру, установленную в цилиндрическом внешнем корпусе, обмотку обогрева и обмотку термодатчика, намотанные на цилиндрический внешний корпус. Зазор между цилиндрическим внешним корпусом поплавкового гироскопа и цилиндрической камерой поплавкового гироскопа заполнен поддерживающей жидкостью большой плотности. Но у данного прибора низкая эффективность измерения температуры поддерживающей жидкости, поскольку в данном приборе поддерживается не температура жидкости, а температура цилиндрического внешнего корпуса. Кроме того, на температуру поддерживающей жидкости влияют тепловые воздействия со стороны гиромотора, датчика угла и датчика момента поплавкового гироскопа.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является термостатируемое гироскопическое устройство, описанное в книге Е.А. Никитина, А.А. Балашова, Проектирование дифференцирующих и интегрирующих гироскопов и акселерометров, М: Машиностроение, 1969 г., стр. 117-119. Данное термостатируемое гироскопическое устройство содержит резистивный мост, включающий в себя обмотку термодатчика - элемент, изменяющий сопротивление при изменении температуры и три резистора, расположенные по одному в каждом плече моста, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом резистивного моста, реле, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, а выход реле соединен с обмоткой обогрева. Обмотка обогрева и обмотка термодатчика намотаны на цилиндрический внешний корпус поплавкового гироскопа. Данное устройство характеризуется низкой эффективностью поддержания температуры жидкости, поскольку поддерживается не температура жидкости, а температура цилиндрического внешнего корпуса.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик прибора.
Технический результат - повышение точности двухстепенного поплавкового гироскопа за счет поддержания жидкости в постоянной температуре при сокращении времени прогрева цилиндрического внешнего корпуса поплавкового гироскопа.
Это достигается тем, что в термостатируемом гироскопическом устройстве,
содержащем резистивный мост, включающий в себя элемент, изменяющий сопротивление при изменении температуры и образующий первое плечо резистивного моста, и три резистора, расположенные по одному в каждом последующем плече моста, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом резистивного моста, реле, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, а выход реле соединен с обмоткой обогрева, намотанной на цилиндрический внешний корпус поплавкового гироскопа. В отличие от известного, элемент, изменяющий сопротивление при изменении температуры представлен двумя терморезисторами, установленными последовательно в одном плече резистивного моста в цилиндрическом внешнем корпусе поплавкового гироскопа со стороны зазора с жидкостью между цилиндрическим внешним корпусом и цилиндрической камерой поплавкового гироскопа.
На фиг. 1 изображено размещение терморизисторов в поплавковом гироскопе, на фиг. 2 приведена электрическая схема термостатирования поплавкового гироскопа.
В цилиндрическом внешнем корпусе 1 поплавкового гироскопа установлены терморезисторы 2, 3 (фиг. 1), между цилиндрической камерой 4 и цилиндрическим внешним корпусом 1 поплавкового гироскопа имеется зазор 5, заполненный поддерживающей жидкостью большой плотности, обмотка обогрева 6 намотана на цилиндрический внешний корпус 1.
Термостатируемое гироскопическое устройство включает в себя резистивный мост 7 (фиг. 2), первое плечо которого представлено последовательно включенными терморезисторами 2, 3 (с сопротивлениями R2, R3), а три других плеча, соответственно - резисторами 8, 9, 10 (с сопротивлениями R8, R9, R10), усилитель мощности 11, реле 12, представленное обмоткой реле 13 и контактами 14. При этом, выход резистивного моста 7 соединен с входом усилителя мощности 11, вход реле 12 соединен с выходом усилителя мощности 11, а выход реле 12 соединен с обмоткой обогрева 6. Кроме того, терморезисторы 2 и 3 размещены в полостях внутри цилиндрического внешнего корпуса 1 и контактируют с поддерживающей жидкостью, находящейся в зазоре 5. Терморезисторы 2 и 3 соединены между собой двумя выводами, а два других вывода соединены с резистивным мостом (на фиг. не показаны).
Термостатируемое гироскопическое устройство работает следующим образом. На резистивный мост 7 поступает напряжение питания Uп1 переменного тока, а на обмотку обогрева 6 поступает напряжение питания Uп2 постоянного тока. При равенстве суммы сопротивлений терморезисторов 2, 3 (R2, R3) сопротивлению резистора 8 (R8) резистивный мост 7 сбалансирован и напряжение на вход усилителя мощности 11 не поступает. Условие баланса резистивного моста:
(R2+R3)·R9=R8·R10
С уменьшением температуры поддерживающей жидкости увеличивается сопротивление терморезисторов 2, 3 (R2, R3) и на выходе резистивного моста 7 формируется напряжение:
Напряжение U поступает на вход усилителя мощности 11, который усиливает напряжение U и подает его на обмотку реле 13. Контакты 14 замыкаются и в обмотке обогрева 6 формируется ток, приводящий к увеличению температуры обмотки обогрева 6, которая нагревает поддерживающую жидкость через цилиндрический внешний корпус 1.
Расположение двух терморезисторов в непосредственной близости к зазору между цилиндрическим внешним корпусом поплавкового гироскопа и цилиндрической камерой поплавкового гироскопа позволяет повысить быстродействие измерения температуры поддерживающей жидкости, уменьшить время прогрева цилиндрического внешнего корпуса поплавкового гироскопа и, следовательно увеличить точность прибора.
Таким образом, достигнут технический результат - сокращено время прогрева цилиндрического внешнего корпуса поплавкового гироскопа и повышена точность двухстепенного поплавкового гироскопа за счет поддержания подогревающей жидкости в постоянной температуре путем введения в устройство двух терморезисторов, расположенных в непосредственной близости к зазору между цилиндрическим внешним корпусом и цилиндрической камерой поплавкового гироскопа