способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа
Классы МПК: | G01C19/00 Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс |
Автор(ы): | Белугин В.Б. |
Патентообладатель(и): | Миасский электромеханический научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения электромеханики |
Приоритеты: |
подача заявки:
1985-05-21 публикация патента:
10.10.1998 |
Изобретение относится к годроскопии и может быть использовано в системах инерциального управления подвижных объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры. В способе возбуждают автоколебания ротора гидроскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и частоту вращения скорости ротора гидроскопа, а значение температуры вращающихся элементов гидроскопа определяют по разности измеренных частот.
Формула изобретения
Способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, заключающийся в измерении сигналов, пропорциональных температуре отдельных элементов, и определении по ним температурного состояния гироскопа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры путем выработки ее интегрального значения, возбуждают автоколебания ротора гироскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и приводной скорости вращения ротора гироскопа, а значение температуры определяют по формуле![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-16t.gif)
где t0 - интегральное по объему ротора значение температуры;
f0 - частота измеренных автоколебаний;
K0, C0, A0 - коэффициент упругости торсионов, полярный и экваториальный моменты инерции ротора при нулевой температуре соответственно;
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120074/947.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах инерциального управления подвижных объектов. Известен способ измерения температуры вращающихся элементов гироскопов, заключающийся в измерении сигналов, пропорциональных температуре отдельных элементов, и определении по ним температурного состояния гироскопа. Недостатком известного способа является низкая точность измерения температуры вращающихся элементов (ротора) и отсутствие выработки интегральной оценки температуры по объему вращающихся элементов. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения температуры путем выработки ее интегрального значения. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения температуры вращающихся элементов гироскопа дополнительно возбуждают автоколебания ротора гироскопа, измеряют частоту этих автоколебаний и приводной скорости вращения ротора, а значение температуры определяют по формуле![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107t.gif)
где
to - интегральное по объему ротора значение температуры;
f0 - частота измеренных автоколебаний;
K0, C0, A0 - коэффициент упругости торсионов, полярный и экваториальный моменты инерции ротора при нулевой температуре соответственно;
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120074/947.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-2t.gif)
где
H = (Jx + Jyk)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
A = Jy + 1/2 Jyк;
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-3t.gif)
Z = C/A;
Jx, Jy - полярный и экваториальный моменты инерции наружного кольца;
Jxк, Jyк - полярный и экваториальный моменты инерции внутреннего кольца;
k -коэффициент упругости торсионов ротора;
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
C = C0(1 +
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120028/8776.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
A = A0(1 +
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120028/8776.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-4t.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-5t.gif)
k
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120028/8776.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120074/947.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-6t.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-7t.gif)
где C0, A0,
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-8t.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-9t.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-10t.gif)
С точностью до малых второго порядка относительно
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120021/945.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-11t.gif)
Поскольку для гироскопа обеспечивается условие динамической настройки:
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-12t.gif)
то из (4) получаем
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-13t.gif)
Тогда
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-14t.gif)
где
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/2120107-15t.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120023/916.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120107/937.gif)
![способ измерения температуры вращающихся элементов роторного вибрационного гироскопа, патент № 2120107](/images/patents/351/2120023/916.gif)
Класс G01C19/00 Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс