тория- изображающей точки I- соответотвует сбалансированншу прибору, траектория 3 - ГВ с моментом дебаланса относительно оси наружной рамки, равнш 28.10-2 н.м, и траектория 2 - ГВ с MoieHTcu дебаланса отноеительно оси наружной рамки, равным 19,2.10" Н.м г Влияние момента дебаланса на амплитуды автоколебаний объясняется там, что крутизна статической характеристики ЭПУ зависит от его угла наклона относительно перекрестной оси /см. П.1/. Под действием мшентов дебаланса центр колебаний жидкости смещается на фазовой плоскости относительно начала координат. Амплитуда колебаний будет уменьшаться как при убывании, так и при росте моментов дебаланса.

Анализ формул для частоты и амплитуды автоколебаний показывает, что с точностью до величин второго порядка малости проекция момента реакции статора на ось вращения наружной рамки не оказывает существенного влияния на параметры автоколебаний. Это позволяет использовать одни и те же формулы для.определения частоты и амплитуда автоколебаний ГВ в установившемся режиме вращения ротора и в процессе разгона. Поскольку сразу же после разарретирования кинетический момент мал, то амплитуда и частота автоколебаний будут сравнительно большими /рис. 12/.

Такш образом, для повышешя точности гироприборов, в системах горизонтальной коррекции которых применяются ШУ, необходимо стремиться к уменьшению их постоянных времени и увеличению зоны пропорциональности их статических характеристик.

Ш.З. Расчет параметров одноосного ЭПУ

При расчете параметров ЭПУ необходимо учитывать особенности электрической схемы коррекции, в которой он применяется, а также влияние изменения положения центра масо ЭПУ на возмущающие моменты прибора в условиях эксплуатации и испытания. Если ЭПУ служит чувствительным элементом системы коррекции курсового гироскопа, то следует учитывать моменты дебаланоа ui относительно оси вращения внутренней рамки, которые, как известно, вызывают азимутальный уход гироскопа.

В качестве исходных данных используем:

- максимальный момент дебаланса Mjj ;

максимальный угол регулирования н !

- плотность электролита р ;

- удельную электропроводнооть электролита у ;

- допустимую температуру нагрева электролита ЭПУ;

- максимальный ток в обиотке управления моментногс двигателя;

- параметры моментногс двигателе; .

- нап15яжение и частоту источника питания.

Для проектирования ЭПУ необходимо определить следующие параметры ЭПУ и системы коррекции:

- внутреннее оопротивление ЭПУ;

- геометрйчеокие размеры ампулы;

- гешетрические размеры электродов и их-расположение в ампуле;

- объем газового пузнрька;

- максимальный ток, протекаиций через электроды.

Расчет внутреннего сопротивления и гесдаетрической проводимое-, ти ЭПУ. При определении первой характеристики нужно принт,)ать во внимание, что токопроводящая жидкость /ТШ/ имеет отрицательный температурный коэициент сопротивления. Эту особеннооть целесооб-. разно использовать для температурной компенсации изменения сопротивления 0(Л«отки управления при одинаковых температурах перегрева ЗЛУ и моментногс двигателя.

Зная активное сопротивление о<Л«отки упревления н моментногс двигателя, можно вычислить значение внутреннего йопротивления ЭПУ, занимающего горизонтальное положение:

«1-3 - г-з-огА/?

/Ш.16/

где в, 5 > Bg j- - внутреннее сопротивление ЭПУ между электродами; j3j, - температурный коэффициент сопротивления медного провода; -ргп - температурный коэффициент сопротивления ТШ.

Посла того,как определено внутреннее сопротивление ЭПУ, легко найти при заданной удельной электрспроводнооти ТЗШ значение гесдаетрической проводимости „ и -Ъ "евду электродами по формулам " •

в1-5 • 1 / н,., f , ag5 . 1 / Bg.j . /to.I7/ Расчет геометричеоких размеров ампулы, электродов и объема газового пузырька. Гедаетрические размеры ампулы определим, исходя из того, что при наклонах ЭПУ на угол = i 90° ток в цепи

электродов 1-3 и 2-3 должен быть ранен нулю, так как электроды I или 2 полностью находятся в газовом пузырьке.

в качестве базового размера в ЭПУ примем внутренний диаметр выражая вое оснойные геометричеокие размеры через

ампулы него.

Для того-чтобы зона линейности статической характеристики ЭПУ рассматриваемой конструкции была наибольшей, объем газового пузырька должен быть таким, чтобы при горизонтальном положении ЭПУ пузырек перекрывал электроды до их середины /рис. 14/. При смещении пузырька в1файнее, например, левое положение верхний электрод шириной а должен находиться в газовом пузнрьке, Для этого ампулу в вертикальном положении / » * 90°/ нужно заполнять электролитом так, чтобы зазор между краем электрода и краем ыениска токопроводящей жи,цкоотй равнялся Л . Расстояние Д от края ампулы дс электрода выбирают обычно равным 0,2 диаметра 4 > "" обусловлено особенностями технологии. Тогда при вертикальном положении ампулы высота ь ее части, не заполненной жидкостью, будет равна

- /Ш.18/

h • * + гд- 1,4 а.

Рис.14

1.0 0,3

J l -1

о 0, Ц8 1,г ув г

Рис.15!

Объем газовой полости в соответствии с рис.,15 равен Т - Xdh / i - i,4f "if / 4 - 0.35 4 •

/Ш.19/

РЙк известно, объем газовой полости влияет на момент дебаланса, который возникает при перемещении пузырька. Этот моМент.не должен превышать допустимого значения момента дебаланса MjJ согласно выражению

v,/>g к > /Ш.20/

где р - плотность ТП1; g - ускорение свободного падения; i -максимальное перемещение центра тяжести жидкости; TgjO - масса токопроводящей жидкости в объеме, соответствующем объему газового пузырька. • * .

Величину 1 , входящую в-формулу /Ш,5о/, с точнортью дс величи--ны второго порядка малости легко определить "из соотношения 1 «0,5 в + Д • 0,5 + 0,2 . 0,7 ,

которое следует непооредственно из рис. 14. ,

Теперь при заданном допустимом моменте дебаланса Mj найдем объем газового пузырька • . г

т. • м / 0,7 в «а • /га.21/

Сравнивая формулы /Ш.21/ и /Ш.19/, представим диаметр ампулы с/д через заданный момент дебаланса и плотность жидкости: -

d . (Иду / 0,8 g)/ . /Ш.22/

Известно, чем больше радиус г кривизны внутренней поввис-ности ампулы, тем чувствительнее ЭПУ. Этот радиус легко определить из соотношения Л

t . 0,5 d , : /Ш.23/

отражающего тот факт, что при максимальном значении угла регулирования пузырек омеотится так, что полностью перекроет один из электродов.

Для определения расотояния 1„ между геометрическими центрами верхних электродов I и 2 при заданной температуре токопроводящей жидкости в рабочем режиме воопользуемея следующей формулой /§/:

1„ - 2,5 V, / d ,

где Aj - объем газового пузырька.

/Ш.24/

Учитывая найденное значение гвометричеекой проводашосгн в определим теперь размеры электродов а , ь и расстояние между ними X .

Для решения зтой задачи воспользуемся соотношениями, приведен-нши н табл.1, которые охватывают практически вое известные разновидности конструкций ЭПУ. Применительно к рассматриваемой конструкции одноосного ЭПУ с цилиндрической ампулой выберем, исходя из простоты изготовления, злекгроды прямоугольной формы шириной ь /б табл. I размер ъ направлен перпендикулярно к плоскости чертеж.

Длина а верхних электродов I и 2, как показано выше, равна нижнего 3 - длине ампулы. Среднее значение расстояния между электродами at « .

Для такой конструкции ЭПУ согласно табл. I

» - а ъ /ае ♦ ajt ь\x , Al.25/

где Я,, и Я 2 - коэффициенты, зависящие от ас , определяются из рис.15.

а . d

"а

формулу /Ш.25/ пере-/Ш.26/ Л11.27/

Учитывая, что 3? пишем в виде

о - b (1 + а,) + Д., (1 ,

отеида • г

b - о -Я, (1 + Л,) d, / (1 +Я1)

Расчет максимального тока, протекающего через ЭПУ. Максимальный ток, протекающий через электролит между электродами 1-3 или 2-3, определяется допустимой температурой &а„ перегрева электролита,

Для определения температуры перегрева электролита © относительно окружащей среды воспользуемся уравнением теплового баланса одноосного ЭПУ, которое представим в форме

.0,24 B.jdt - о лвч-Цз © at + г© at , /ш.28/

где 0,24 It

- тепловая энергия, выделяемая в преоб-

разовагеле; с - теплоемкость ЭПУ; л) - коэффициент теплоотдачи б окружающую среду; 8 - поверхность охлаждения; Т - тепловая проводимость узлов крепления.

Форма электродов

Таблица 1

Расчетные формулы

tnR/r

• . /ft