×
29.06.2019
219.017.9aab

РЕЗОНАТОР, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО ГИРОСКОПА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002298766
Дата охранного документа
10.05.2007
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к резонатору, предназначенному, в частности, для использования в гироскопе. Резонатор содержит корпус (1) с полюсом (2), закрепленным на несущем стержне (3), и кольцевой кромкой, образованной внутренней (5) и наружной (6) поверхностями, являющимися гомотетическими между собой, и расположенной вокруг общей оси вращения (R), причем в этом резонаторе внутренняя и наружная поверхности смещены по отношению друг к другу по оси вращения таким образом, что вдоль кольцевой кромки (4) толщина (Е) превышает толщину (е) около полюса (2). Техническим результатом является увеличение модальной массы при сохранении относительно низкой рабочей частоты и при значительном упрощении обработки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к резонатору, предназначенному, в частности, для применения в гироскопе.

Полусферический резонирующий гироскоп содержит обычно полусферический резонатор из двуокиси кремния, снабженный корпусом с полюсом, закрепленным на несущем стержне, при этом корпус содержит кольцевую кромку, образованную внутренней и наружной полусферическими концентрическими поверхностями таким образом, что толщина корпуса сохраняется постоянной на участке от полюса до кольцевой кромки. Выполнение таких поверхностей хорошо известно и, следовательно, их можно изготавливать с большой точностью. Однако корпусу с постоянной толщиной присущ недостаток, заключающийся в ее модальной, т.е. эффективной, массе, составляющей менее 20% от общей массы корпуса. Следовательно, она не позволяет использовать в полной мере очень слабое затухание двуокиси кремния. Увеличение модальной массы обеспечивает преимущество, состоящее в снижении эффектов паразитных затуханий, в частности затуханий, вызываемых нанесенным путем металлизации покрытием, в уменьшении относительного эффекта, вызываемого геометрическими дефектами обработки, и в увеличении количества движений при вибрации.

С этой целью было решено увеличить толщину корпуса и сохранять ее постоянной. Однако равномерное увеличение толщины корпуса влечет за собой повышение резонансной частоты при тех же соотношениях, что и повышение модальной толщины, таким образом, что в целом полученные параметры оказались не удовлетворительными.

Однако по причинам, не связанным с повышением модальной массы, в документе FR-A-2792722 было предложено увеличить толщину корпуса вблизи кольцевой кромки. При этом оказалось, что такая мера позволяет увеличить модальную массу при незначительном повышении резонансной частоты резонатора. Однако в приведенном выше документе увеличение толщины корпуса вдоль кромки получили изменением формы внутренней и/или наружной, образующих корпус поверхностей, что усложняет обработку корпуса и повышает риск образования дефекта при обработке.

Задача настоящего изобретения состоит в создании резонатора с более высокой модальной массой по сравнению с традиционными резонаторами при сохранении относительно низкой рабочей частоты и при значительном упрощении обработки.

Для решения указанной задачи предлагается резонатор согласно настоящему изобретению, содержащий корпус с закрепленным на несущем стержне полюсом, причем корпус имеет кольцевую кромку, образованную внутренней и наружной поверхностями, являющимися гомотетическими по отношению друг к другу, и расположенную вокруг общей оси вращения, причем в этом резонаторе внутренняя и наружная поверхности смещены по отношению друг к другу по оси вращения таким образом, что вдоль кольцевой кромки толщина корпуса превышает его толщину около полюса. Таким образом, поскольку разница между толщиной корпуса по кромке и его толщиной около полюса обеспечивается простым смещением поверхностей, то шаблоны обработки сохраняются и становится возможным изготавливать корпус без особо трудоемкой обработки.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения внутренняя и наружная поверхности выполнены в виде шарового сегмента. Следовательно, разница между толщиной по кромке и толщиной около полюса достигается простым смещением центров шаровых сегментов по оси вращения.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения поясняются в приводимом ниже описании отдельного варианта выполнения, не ограничивающего изобретение, со ссылкой на чертеж, на котором показан вид на резонатор согласно изобретению в разрезе по вертикальной осевой плоскости.

На чертеже показан в сильно увеличенном масштабе для лучшего пояснения изобретения резонатор, содержащий известный сам по себе корпус 1, который в приведенном примере представляет собой корпус, имеющий в основном полусферическую форму, содержащий полюс 2, закрепленный на несущем стержне 3. Корпус 1 содержит кольцевую кромку 4, образованную плоскостью Р, секущей внутреннюю поверхность 5 и наружную поверхность 6 перпендикулярно оси вращения R.

Штриховыми линиями показана форма корпуса, получаемая в том случае, когда внутренняя поверхность 5 и наружная поверхность 6 выполнены в виде полусферических поверхностей, отцентрированных по отношению к точке пересечения оси вращения R с плоскостью Р, содержащей кромку корпуса. Следовательно, корпус имеет постоянную толщину и незначительную модальную массу, как упоминалось выше.

Согласно варианту выполнения изобретения, представленному на чертеже, внутренняя поверхность 5 выполнена в виде шарового сегмента, центр С1 которого смещен внутрь корпуса по отношению к плоскости Р, содержащей кромку корпуса. Кроме того, наружная поверхность 6 также выполнена в виде шарового сегмента, центр С2 которого смещен наружу по отношению к плоскости Р. Вследствие такого смещения толщина е корпуса около полюса оказывается меньше его обычной толщины, а толщина Е вдоль кромки 4 корпуса превышает его обычную толщину. Изменяя расстояние d между центрами С1 и С2 и соответственно радиусы R1 и R2 внутренней 5 и наружной 6 поверхностей, получают требуемое изменение толщины корпуса. В качестве примера, для резонатора диаметром 20 мм и толщиной 0,7 мм возможно изготовить корпус с толщиной 0,7 мм около полюса и толщиной вдоль кромки, превышающей в два раза толщину около полюса, что позволяет удвоить модальную массу при увеличении резонансной частоты резонатора лишь на 30%. Вследствие увеличения толщины корпуса вдоль кромки 4 становится, кроме того, возможным уменьшить толщину слоя (не показано), нанесенного на корпус путем металлизации, что снижает затухание этим слоем при сохранении его одинакового электрического сопротивления. Кроме того, вдвое уменьшается относительное влияние дефектов обработки, в результате чего улучшается работоспособность резонатора.

Само собой разумеется, что изобретение не ограничивается представленным на чертеже вариантом выполнения, который может быть дополнен другими вариантами, не выходя за рамки изобретения, охарактеризованного формулой изобретения. В частности, несмотря на то, что резонатор согласно изобретению показан с внутренней и наружной сферическими поверхностями, можно изготовить резонатор с другими вращающимися поверхностями, в частности с параболическими или эллиптическими поверхностями, хотя сферическую поверхность обрабатывать проще.

Несмотря на то, что изобретение рассматривалось с внутренней поверхностью, центр С1 которой смещен внутрь сегмента, и наружной поверхностью, центр С2 которой смещен наружу от сегмента, можно изготовить резонатор согласно изобретению с разными смещениями. Конструкция, обеспечивающая получение максимальной модальной массы при заданной массе корпуса, состоит из наружной поверхности 6 в виде полусферы, центр С2 которой лежит в плоскости Р, и внутренней поверхности 5, центр С1 которой смещен внутрь на расстояние d. В этом случае внутренняя поверхность 5 превосходит полусферу так, что зона по кромке внутренней поверхности 5 является слегка вогнутой. Также она может быть выполнена цилиндрической с высотой d посредством соответствующей обработки. На практике оптимальный компромисс достигается с помощью шаровых сегментов, приближающихся к полусферам, при этом центры внутренней и наружной поверхностей располагаются с обеих сторон плоскости Р с кольцевой кромкой 4, как показано на чертеже.

1.Резонатор,содержащийкорпус(1)сполюсом(2),установленнымнанесущемстержне(3),приэтомкорпус(1)содержиткольцевуюкромку(4),образованнуювнутренней(5)инаружной(6)поверхностями,являющимисягомотетическимимеждусобой,ирасположеннуювокругобщейосивращения(R),отличающийсятем,чтовнутренняя(5)инаружная(6)поверхностисмещенымеждусобойпоосивращениятакимобразом,чтотолщина(Е)корпусавдолькольцевойкромки(4)превышаеттолщину(е)околополюса.12.Резонаторпоп.1,отличающийсятем,чтовнутренняя(5)инаружная(6)поверхностивыполненыввидешаровогосегмента.23.Резонаторпоп.2,отличающийсятем,чтошаровыесегментыимеютформу,близкуюкполусфере.34.Резонаторпоп.3,отличающийсятем,чтоцентры(C1,C2)внутреннейинаружнойповерхностейрасположенысобеихсторонплоскости(Р),содержащейкольцевуюкромку(4).4
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 57.
10.02.2013
№216.012.250c

Модульная электрическая плата для силовых компонентов

Изобретение относится к электрической плате (4), в частности к модульной плате выключателя. Плата (4) содержит силовые модули, состоящие из силовых компонентов (15) и из компонентов (18) управления, установленных на планках (14; 17), закрепленных на опорной пластине (5), которая содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474986
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c20

Способ измерения при помощи гироскопической системы

Изобретение относится к вибрирующим гироскопам, принцип работы которых основан на использовании эффекта силы Кориолиса. Гироскопическая система содержит вибрирующий гироскоп в качестве первого средства измерения угла, выполненный с возможностью осуществления первого измерения значений угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476823
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.05.2013
№216.012.4525

Инерциальный датчик угловой скорости с компенсацией отклонения

Изобретение предназначено для измерения угловой скорости. Инерциальный датчик содержит вибрирующий элемент (1) с расположенными друг против друга покрытыми металлом частями (2, 5), образующими конденсатор (6) переменной емкости, мультиплексор/демультиплексор, соединенный с конденсатором, и цепь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483278
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4eb2

Электрический блок с отдельными управляющими и силовыми модулями

Электрический блок содержит электротехнический корпус (1), вмещающий силовые компоненты, сгруппированные в силовые модули (4), и управляющие компоненты, сгруппированные в управляющий модуль (3), отделенный от силовых модулей (4) таким образом, что они не находятся в непосредственном контакте....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485728
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5022

Гондола двигателя летательного аппарата, содержащая подвижный капот, перемещаемый электродвигателями

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к гондоле для размещения двигателя (2) летательного аппарата. Гондола содержит неподвижный трубчатый капот и подвижную часть, соединенную с неподвижным капотом через средства перемещения подвижной части между ближним положением и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486107
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.08.2013
№216.012.650d

Вибродатчик с двумя каналами, активируемыми последовательно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гиродатчиках. Вибродатчик содержит основание (1) и присоединенный к основанию осесимметричный резонатор (2), причем основание и резонатор связаны с электродами (3, 4), соединенными с цепью (5) управления, по меньшей мере,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491506
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6898

Цепь возбуждения датчиков постоянного тока

Изобретение относится к цепи возбуждения датчиков постоянного тока. Цепь возбуждения по меньшей мере одного датчика постоянного тока, содержащая цифровой контроллер регулирования, соединенный с главной схемой и с контуром регулирования, при этом главная схема содержит цифроаналоговый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492423
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f21

Частично металлизированный резонатор

Изобретение относится к полусферическому резонатору, являющемуся элементом вибродачика угловой скорости. Полусферический резонатор (7) содержит колоколообразный элемент (4), закрепленный на основе (3), которая несет основные электроды (2), обращенные к кольцевому ободу (6.2) колоколообразного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498218
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.830b

Способ определения курса путем поворота инерциального устройства

Изобретение относится к навигации и может быть использовано, например, в качестве гирокомпаса и для определения направления севера. Способ определения курса осуществляется с помощью инерциального устройства (1), обеспечивающего измерения посредством, как минимум, одного вибрационного гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499223
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.830d

Способ определения курса путем поворота инерциального устройства

Изобретение относится к навигации и может быть использовано, например, в качестве компаса и для определения севера. Способ определения курса осуществляется с помощью инерциального устройства (1), содержащего, как минимум, один вибрационный угловой датчик (3) с резонатором, связанным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499225
Дата охранного документа: 20.11.2013
Показаны записи 1-3 из 3.
10.04.2015
№216.013.3f2d

Вибрационный гироскоп и способ его изготовления

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, например, в системах ориентации и навигации летательных аппаратов. Технический результат - повышение надежности. Для этого гироскоп (1) содержит основание (2), резонатор (3), имеющий корпус (4), по существу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547661
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.10.2015
№216.013.8873

Инерциальный датчик угловой скорости типа балансной мэмс и способ балансировки такого датчика

Изобретение относится к вибрационному инерциальному датчику угловой скорости, такому как гирометр или гироскоп, и к способу балансировки этого датчика. Вибрационный инерциальный датчик угловой скорости типа МЭМС содержит опору для, по меньшей мере, двух масс, которые установлены с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566534
Дата охранного документа: 27.10.2015
19.01.2018
№218.016.0a76

Датчик с подвижным чувствительным элементом, работающим в смешанном вибрирующем и маятниковом режиме, и способы управления таким датчиком

Группа изобретений относится к датчику, используемому для обнаружения ускорения, давления или, в целом, любой физической величины, изменение которой может привести к перемещению подвижного тела относительно корпуса. Датчик для измерения давления или ускорения содержит корпус; первое тело,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632264
Дата охранного документа: 03.10.2017
+ добавить свой РИД