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Vorrichtung zum Anzeigen der Winkelgeschwindigkeit eines Systems
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen der Winkelgeschwindigkeit eines Systems mittels eines Gyroskops in Beschleunigungsschaltung, wobei eine Rückkoppelschleife mit einer integrierenden Vorrichtung zwischen dem Signalgenerator des Gyroskops und dessen Drehmomentgenerator angeordnet ist, so dass ein Drehmoment zurückgeführt wird, das der Bewegung um die Ausgangsachse entgegenwirkt und das proportional mit dem Zeitintegral der Ausgangsspannung des Signalgenerators ist, insbesondere eine Vorrichtung dieser Art, in der die Ausgangsinformation in digitaler Form zur Verfügung steht. Eine solche Vorrichtung ist z.
B. in Trägheitsnavigationssystemen anwendbar, in denen es zum Erzieleneiner Bezugsrichtung notwendig ist, die Winkelbewegung eines Körpers in einem räumlich bedingten Koordinatensystem zu kennen. Wenn z. B. das Gyroskop in Beschleunigungsschaltung in der erwähnten Winkelgeschwindigkeitsanzeigevorrichtung drehbar in einer StUtze angeordnet ist, derart, dass das Gyroskop gegenüber dieser StUtze um die Eingangsachse oder die Richtungsbestimmungsachse des Gyroskops drehbar ist und das Signal des Signalgenerators des Gyroskops nach einem Drehmomentgenerator auf der Drehachse des Gyroskops zuruckgekoppelt wird, welcher Drehmomentgenerator auf das
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lassen, dass die Signalgeneratorspannung auf Null eingestellt wird, hat dieses drehbare System einkUnstlich erhöhtes Trägheitsmoment,
gemäss der schwedischen Patentschrift Nr. 189939. Wenn weiter das drehbar angeordnete System mit dem Gyroskop in Form eines Pendels, d. h. mit einer geringen Ungleichheit in bezug auf die Drehachse ausgebildet ist, kann das System durch passende Wahl der Kreiskonstanten eine Schwingungszeit (etwa 84 min) haben, so dass das System die Schulerabstimmung aufweist, was bedeutet, dass es die wahre Vertikale unabhängig von Beschleunigungen der Pendelachse angibt. Dieses Pendel spricht durch eine Drehbewegung mit genau der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Winkelgeschwindigkeit der Bewegung gegenüber dem Erdmittelpunkt auf Bewegungen aber der Erdoberfläche an, und die Ausgangsinformation der die Winkelgeschwindigkeit bestimmenden Vorrichtung stellt die lineare Geschwindigkeit an der Erdoberfläche dar.
Bei einer bekannten Vorrichtung mit einem Gyroskop in Beschleunigungsschaltung wird die ganze RUckkoppelschleife mit der integrierenden Vorrichtung durch Teile gebildet, die mit analogen Grössen arbeiten. Ist es erwünscht, eine solche Vorrichtung an eine digitale Rechenmaschine anzupassen, ist es somit notwendig, eine geeignete Analogspannung, z. B. die Spannung nach der Integration, abzugreifen und in eine digitale Form umzuwandeln, wobei die Genauigkeit der Ausgangsinformation von dieser Umwandlung in digitale Analoginformation abhängig ist. Wenn die Vorrichtung z. B. in einem Trägheitnavigationssystem benutzt wird und z.
B. durch ein Pendel mit Schulerabstimmung gebildet wird, in welchem Falle die Spannung nach der Integration die Geschwindigkeit über die Erdoberfläche darstellt, bringt ein Fehler in der digitalen Analogumwandlung einen Fehler in der Ortsanzeige mit sich, der mit der Zeit zunimmt.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung dieser Art anzugeben, in der einerseits die Integration in
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der Rückkoppelschleife des Beschleunigungsgyroskops mit grösserer Genauigkeit als in bekannten Vorrichtungen erfolgt und in der anderseits die digitale Ausgangsinformation kontrolliert wird.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch bewerkstelligt, dass die Vorrichtung mit einem Impulswandler in Vereinigung mit dem Signalgenerator zur Umwandlung der Ausgangsspannung des Signalgenerators in eine Impulsreihe mit einer Impulsfrequenz versehen wird, die der Spannung des Signalgenerators proportional ist, wobei ein Impulszähler zum Zählen und Speichern der Anzahl erzeugter Impulse und eine Vorrichtung zum Verbinden des Impulszählers mit dem Drehmomentgenerator zum Erzeugen einer Regelspannung in dem Drehmomentgenerator vorgesehen sind, die der im Zähler gespeicherten Zahl proportional ist, wobei die Winkelgeschwindigkeit des Systems gegenüber der Drehung um die Eingangs- oder Richtungsbestimmungsachse des Gyroskops in digitaler Form im Zähler gespeichert wird.
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darauf erfolgender Rückwandlung in eine Analogspannung nach der Integration erfolgt, ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass die Genauigkeit der digitalen Ausgangsinformation erhöht wird. Dies ist auf die
Tatsache zurückzuführen, dass die erwähnte, geschlossene Schleife mit digitaler Umwandlung ein Nullsystem ist, so dass beim Auftreten eines Fehlers in der digitalen Umwandlung dieser Fehler selbsttätig in der geschlossenen Schleife des Regelkreises auf Null herabgesetzt wird. Die Genauigkeit der digitalen Ausgangsinformation der Vorrichtung nach der Erfindung hängt jedoch von der Genauigkeit der Rückwandlung der digitalen Grössen in Analoggrössen ab, welche Wandlung sich jedoch mit besonders grosser Genauigkeit durchführen lässt.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist der, dass da die digitale Umwandlung vor der Integration stattfindet, diese Integration mit sehr grosser Genauigkeit durch einfaches Zählen von Impulsen erfolgen kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Sie stellt in einem vereinfachten Blockschaltbild ein Gyroskop in Beschleunigungsschaltung mit digitaler Umwandlung in der Rückkoppelschleife des Gyroskops dar, wobei das Gyroskop für die Zufuhr eines künstlich erhöhten Trägheitsmomentes an ein drehbar angeordnetes System (z. B. zur Anzeige der wahren Vertikalen in einem Trägheitsnavigationssystem) angeschlossen ist.
In der Zeichnung bezeichnet 1 ein Gyroskop mit einer einzigen Achse mit bremsloser Dämpfung mittels einer viskosen Flüssigkeit, gewöhnlich ein integrierendes Gyroskop genannt. Das Gyroskop ist mit einem Signalgenerator 2 versehen, der um die Ausgangsachse 3 wirksam ist und das Signal erzeugt, das der Abweichung des Gyroskoprotors von einer oder Referenzstellung proportional ist. Das Gyroskopist weiter mit einem Drehmomentgenerator 4 versehen, der um die gleiche Achse 3 wirksam ist und einen Einfluss auf den Rotor des Gyroskops durch ein Drehmoment ausübt, das der angelegten Regelspannung proportional ist. Das Gyroskop ist derart in einer Stütze untergebracht, dass es gegenüber dieser Stütze um die Eingangsachse oder die Richtungsbestimmungsachse 5 des Gyroskops drehbar ist.
Die Drehbewegung um die Eingangsachse wird durch einen auf der Stütze angebrachten Servomotor 6 geregelt.
Eine weiter unten zu beschreibende Rückkoppelschleife ist von dem Signalgenerator 2 des Gyroskops nach dem Drehmomentgenerator 4 desselben vorgesehen und hat eine integrierende Vorrichtung, so dass die dem Drehmomentgenerator zurückgeführte Spannung und somit auch das erzeugte Drehmoment dem Zeitintegral der Ausgangsspannung des Signalgenerators proportional sind. Das Drehmoment ist in einer solchen Richtung wirksam, dass es einer Abweichung um die Ausgangsachse entgegenwirkt. Das Gyroskop mit einer Rückkoppelschleife dieser Art wird als ein Gyroskop in Beschleunigungsschaltung bezeichnet, da die Ausgangsspannung des Signalgenerators der Winkelbeschleunigung um die Eingangsachse proportional ist.
Die Spannung des Signalgenerators 2 wird nach Verstärkung in einem Verstärker 7 auch auf den Drehmomentgenerator 6 zurückgekoppelt, der das Gyroskop derart beeinflusst, dass eine Ausgangsspannung des Signalgenerators 2 eine solche Drehung des Gyroskops um seine eigene Eingangs- achse 5 hervorruft, dass die Ausgangsspannung des Signalgenerators 2 auf Null geregelt wird.
Es kann nachgewiesen werden, dass eine solche Vorrichtung ein künstlich zunehmendes Trägheitmoment des um die Achse 5 drehbar angeordneten Systems ergibt, wobei das gesamte Trägheitsmo- ment dieses Systems gleich der Summe des natürlichen und künstlichen Trägheitsmomentes des Systems ist. Das künstliche Trägheitsmoment kann jeden beliebigen Wert haben, wenn die Kreiskonstanten in den zwei Rückkoppelschleifen passend gewählt werden.
In einer Ausführungsform zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung wird vorausgesetzt, dass das Gyroskop 1 eine vertikale Ausgangsachse und eine in einer Horizontalebene liegende Eingangsachse und Drehachse besitzt. Das drehbar angeordnete System hat hier eine geringe Ungleichheit um die Achse 5, so dass es ein Pendel bildet. Da die Achse 5 dieses Pendels waagrecht liegt, ist das Pendel für Beschleuni-
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gungen in der Horizontalebene empfindlich. Die Ungleichheit gegenüber dem resultierenden Trägheitsmoment des Systems ist derart bemessen, dass das ganze System die Schulerabstimmung (Schwingungszeit von etwa 84 min) aufweist, was bedeutet, dass das Pendel die wahre Vertikale anzeigt, unabhängig von der linearen Beschleunigung der Pendelachse.
Es sind hier zwei von diesen Schulerabstimmpendeln zueinander senkrecht auf einer gemeinsamen Fläche angebracht, die von diesen Pendeln derart geregelt wird, dass sie stets gegenüber jedem Pendel eine vorherbestimmte Winkellage einnimmt. Dieses System zeigt die wahre Vertikale an und kann für Navigationszwecke benutzt werden. Um eine funktionsfähige Vorrichtung zu erhalten, muss die erwähnte Plattform ausserdem mit einem grob indizierenden Gyroskop mit einer vertikalen Eingangsachse versehen sein, welches Gyroskop derart gesteuert wird, dass die Plattform gegenüber Erdkoordinaten z.
B. derart fixiert ist, dass eine Pendelachse sich mit der örtlichen Meridiantangente deckt, während die andere Pendelachse mit der örtlichen Breitenkreistangente zusam-
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spannung des Signalgenerators in eine Impulsreihe mit einer Impulsfrequenz, die der Eingangsspannungs- amplitude des Signalgenerators proportional ist. Der Impulswandler 10 kann, wie dargestellt, aus der
Reihenschaltung eines Widerstandes R und eines Kondensators C bestehen, wobei der Widerstand mit dem Signalgenerator verbunden ist, so dass der Kondensator sich mit einer Geschwindigkeit auflädt, die abhängig ist von der Spannung am Ausgang des Signalgenerators. Die Spannung des Kondensators C wird durch die Vorrichtung 12 bedingt, die eine Kippschaltung oder einen Impulsgenerator 13 wirksam macht, sobald die Kondensatorspannung einen vorherbestimmten niedrigen Schwellwert erreicht.
Bei jeder wirksamen Periode des Impulsgenerators 13 entsteht ein Spannungsimpuls mit einem vorherbe- stimmten Spannungszeitinhalt, welcher Impuls aber einen Widerstand auf den Kondensator C zurück- gekoppeltwird.DieVorrichtung12,13istfürdiePolaritätderSpannungdesKondensators empfind- lich, so dass die Vorrichtung 13 einen negativen Impuls erzeugt, wenn die Spannung am Kondensator positiv ist und umgekehrt. Jeder Impuls von der Vorrichtung 13 ruft somit eine Entladung des Kondensators hervor. Der Spannungszeitinhalt der Impulse des Impulsgenerators 13 wird derart gewählt, dass der Kondensator für jeden Impuls annähernd bis auf Null entladen wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Vorrichtung 12 durch einen Gleichstrom-Vibratorverstärker grosser Leistung gebildet werden, während die Vorrichtung 13 in diesem Falle aus zwei monostabilenFlipflopschaltungen mit zugehörenden Gattern bestehen kann. Die zwei Flipflopschaltungen dieser Ausführungsform sind bei der gleichen Schwelleneingangsspannung wirksam, aber sie sind für verschiedene Polaritäten der Eingangsspannung empfindlich, so dass eine Flipflopschaltung einen Spannungsimpuls einer Polarität erzeugt, wenn die Eingangsspannung den positiven Schwellenwert erreicht, während die zweite Flipflopschaltung einen Spannungsimpuls entgegengesetzter Polarität erzeugt, wenn die Ein- gangsspannung den negativen Schwellenwert erreicht.
Es wird einleuchten, dass, wenn die Impulse des Impulsgenerators 13 von dem vorher bestimmten Spannungszeitinhalt abweichen, z. B. unterhalb dieses Wertes bleiben, eine grössere Anzahl von Impulsen zum Entladen des Kondensators notwendig ist und umgekehrt. Der Wert des erwähnten Spannungszeitinhaltes bedingt die Proportionalitätskonstante zwischen der Impulsfrequenz und der Eingangsspannung von dem Signalgenerator des Gyroskops. Umgekehrt kann gesagt werden, dass, wenn Proportionalität zwischen der Impulsfrequenz und der Eingangsspannung des Signalgenerators verlangt wird, der erwähnte Spannungszeitinhalt auch auf einem konstanten Wert für alle Impulse gehalten werden muss.
Um diesen Spannungs- zeitinhalt mit grösserer Genauigkeit auf einem gewünschten Wert zu halten als bei dem beschriebenen Beispiel möglich ist, kann ein Oszillator grosser Stabilität zur Bestimmung der Vorder- und RUckflanken der Impulse benutzt werden, welcher Oszillator mit einer üblichen Spannungsquelle, z. B. einer Zenerdiode oder einer üblichen Zelle zur Bestimmung der Amplitude, zusammenwirkt.
Die Impulse des Impulsgenerators 13 werden durch eine Torschaltung 14 einem binären Vor-
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spricht die Zahl der im Zähler aufgezeichneten Impulse dem Zeitintegral dieser Spannung.
Die Konstruktion und die Wirkungsweise der Torschaltung 14 und des Zählers 15 werden an Hand des erwähnten Beispiels mit zwei Schulerabstimmpendeln zur Regelung einer Plattform durch die wahre Vertikale, z. B. in einem Flugzeug od. dgl., näher erläutert. Die Pendel sind identisch und deren
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Wirkung wird an Hand eines derselben beschrieben, das hier in einem Gyroskop in Beschleunigungsschaltung als Schulerabstimmpendel benutzt wird. In diesem Falle entspricht eine Spannung am Ausgang des Signalgenerators einer linearen Beschleunigung des Flugzeuges in dem die Richtung bestimmenden Sinne des Pendels und die Anzahl in Binärform im Zähler gespeicherter Impulse ist somit ein Mass für die momentane Geschwindigkeit des Flugzeuges in der eigentlichen Richtung.
Es sei angenommen, dass das Flugzeug zunächst in der Ruhelage ist und dass die Anzahl der im Zähler gespeicherten Impulse Null beträgt, so dass alle Stufen in der Nullage sind. Auch die letzte, die Polarität anzeigende Stufe 16 des Zählers 15 ist in der Nullage und hält ein erstes Eingangstor 18 offen und ein zweites Eingangstor 19 geschlossen. Wenn sich das Flugzeug mit einer bestimmten Beschleunigung in Richtung des Schulerpendels zu bewegen anfängt, wird eine Ausgangsspannung bestimmter Polarität dem Signalgenerator und z. B. positive Impulse dem Ausgang des Impulsgenerators 13 entnommen. Diese Impulse werden durch das UND-Tor 18 dem Zähler 15 zugeführt, der in der Vorwärtsrichtung wirksam ist.
Am Ende der Beschleunigungsperiode verschwindet die Spannung am Ausgang des Signalgenerators und somit auch die Reihe von Impulsen des Impulsgenerators 13, wodurch der Zähler 15 in der erreichten Lage stehen bleibt. Die in dem Zähler 15 gespeicherte Zahl ist massgebend für die momentane Geschwindigkeit in der eigentlichen Richtung.
Es wird vorausgesetzt, dass das Flugzeug bis zur Geschwindigkeit Null verzögert wird. Die Verzögerung erzeugt eine Spannung entgegengesetzter Polarität am Ausgang des Signalgenerators, so dass Impulse entgegengesetzter Polarität am Ausgang des Impulsgenerators 13 auftreten. Diese negativen Impulse werden silber das UND-Tor 18 dem Zähler 15 zugeführt,- der dann in der RUckwärtsrichtung betrieben wird. Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeuges Null geworden ist, hat der Zähler eine gleiche Anzahl positiver und negativer Impulse empfangen, so dass die gespeicherte Zahl gleich Null ist.
Es wird nunmehr angenommen, dass das Flugzeug in der entgegengesetzten Richtung fliegt, so dass die Erzeugung von negativen Impulsen am Ausgang des Impulsgenerators 13 fortgesetzt wird. Der erste
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"1" um. Auch die letzte StufeZustand at zurück. Die letzte Stufe 16 beeinflusst auch die Eingangstore, so dass das Eingangstor 18 geschlossen und das Eingangstor 19 geöffnet wird Die nächstfolgenden negativen Impulse werden dar- auf über das Tor 19 und eine Umkehrvorrichtung 21 dem Zähler zugeführt. Die Umkehrung in der Vorrichtung 21 hat zur Folge, dass positive Impulse den Zähler erreichen, der somit in der Vorwärtsrichtung betrieben wird, wobei jedoch der Zustand "1" der letzten Stufe 16 anzeigt, dass der Zähler negative Impulse speichert.
Um das Signal im Nulldurchgang in der entgegengesetzten Richtung nicht zu verlieren, also wenn die Zahl "1" in der letzten Stufe gespeichert wird, ist eine Koinzidenzvorrichtung 22 vorgesehen, deren Eingänge mit allen Stufen des Zählers 15 mit Ausnahme der letzten Stufe verbunden sind, um die letzte Stufe 16 auf Null éinzustellen, wenn alle vorhergehenden Stufen in dem Zustand"0"sind.
Die in dem Zähler 15 gespeicherte Geschwindigkeitsinformation kann z. B. durch Abtastung der Lage jeder Stufe des Zählers und durch die Zufuhr des Resultats an eine Digitalrechenmaschine erhalten werden.
Wie gesagt, ist es zum Erzielen eines Gyroskops in Beschleunigungsschaltung notwendig, dass der lineare Drehmomentgenerator eine rückgekoppelte Regelspannung erhält, die dem Zeitintegral der Ausgangsspannung des Signalgenerators proportional ist, aber gemäss dem vorstehenden ist die in dem Zähler 15 gespeicherte Zahl gleich dem Zeitintegral der Ausgangsspannung des Signalgenerators. Die in binärerForm im Zähler 15 gespeicherte Zahl muss somit in eine Grösse umgewandelt werden, die dieser Zahl proportional und zur Verwendung als Eingangsgrösse des Signalgenerators geeignet ist, grundsätzlich eine Analogspannung.
Diese digitale Analogumwandlung wird durch einen sogenannten binären Impulsgenerator 24 bewerkstelligt, der mit Mitteln versehen ist, durch welche ein genau bestimmter Spannungszeitinhalt der Impulse dieses Generators erhalten wird, bevor die Impulse den Drehmomentgenerator erreichen.
Der binäre Impulsgenerator besteht aus einem binären Impulszähler 25, der kontinuierlich auf Impulse anspricht, die von einem Oszillator 26 grosser Stabilität abgeleitet werden. Die gesonderten Stufen des binären Zählers 25 sind mit Differentiationmitteln 27 verbunden, durch welche ein Impuls abgeleitet wird, jeweils wenn die betreffende Stufe in den umgekehrten Zustand im Vergleich zu der Schaltrichtung umgelegt wird, bei der die Umschaltung der nächstfolgenden Stufe des Zählers hervorgerufen wird.
Die so erzeugte Impulsreihe hat eine solche Gestalt, dass die Impulsfrequenz in einer
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Reihe von Impulsen stets gleich der Hälfte der Impulsfrequenz der Reihen der vorhergehenden Stufe im Zähler ist und derart, dass kein Impuls jeder Reihe in der Zeit mit einem Impuls zusammenfällt, der in einer der andern Reihen auftritt.
Die Impulse des Zählers 25 werden durch Tore 28 zugeführt, die in Abhängigkeit von den Sonderstufen des Zählers 15 gesteuert werden, so dass das betreffende Tor offen ist, wenn die zugehörende Stufe des Zählers 15 in dem Zustand "1" ist, während es geschlossen ist, wenn diese Stufe in dem Zustand "0" ist. Die Verbindung zwischen dem Zähler 15 und dem Impulsgenerator 24 ist derart, dass die erste Stufe des Zählers 15 das Tor steuert, das mit der letzten Stufe des Zählers 25 verbunden ist, während die zweite Stufe des Zählers 15 das Tor steuert, das der zweitletzten Stufe des Zählers 25 zugehört, usw.
Die Ausgänge der Tore sind mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung 30 verbunden, in der eine resultierende Impulsreihe auftritt, die alle Impulse der Reihen enthält, die durch die Wirkung der zugehörenden Tore in dem binären Impulsgenerator selektiert werden. Die mittlere Frequenz der erhaltenen
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Die erhaltene Impulsreihe wird einem Impulsformer 31 zugeführt, der jeden Impuls in einen Rechteckimpuls mit einem genau bestimmten Spannungszeitinhalt umwandelt, welche dem Drehmomentgenerator des Gyroskops zugeführt werden. Der Impulsformer 31 besteht in diesem Falle aus einem
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Impulse mit einem vorher bestimmten Spannungszeitinhalt kontinuierlich amgenerator des Gyroskops für jeden über der Leitung 30 auftretenden Impuls weiterzuführen. Die über der Leitung 30 auftretenden Impulse haben eine sehr kurze Dauer und können zu verschiedenen Zeit- punkten auftreten gegenüber den Impulsen des Impulsgenerators 32.
Es müssen daher Mittel vorgesehen werden, durch welche gesichert wird, dass das Tor 33 trotz dieser Unregelmässigkeit genau einen Im- puls des Impulsgenerators 32 bei jedem Impuls des Impulsgenerators 24 durchlässt. Dies kann durch einen Speicherkreis, z. B. einen Flipflopkreis an dem Steuereingang des Tores 33, bewerkstelligt wer- den. Die Impulse des binären Impulsgenerators 24 werden diesem Speicherelement zugefUhrt, das bei jedem eintreffenden Impuls das Tor öffnet und offen hält, bis ein ganzer Impuls des Generators 32 das
Tor passiert hat. Nach dem Durchgang eines Impulses wird das erwähnte Speicherelement selbsttätig in die Anfangslage zurückgeführt, worauf das Tor 33 auch wieder in den geschlossenen Zustand zurück- kehrt. Der erwähnte Speicherkreis kann aus einem monostabilen Flipflopkreis mit einer geeigneten Zeit- konstante bestehen.
Um zu verhüten, dass Teilimpulse übertragen werden, ist eine Verbindung von dem Impulsgenerator 32 mit dem Speicherelement vorgesehen, so dass das Speicherelement das Tor 33 nicht während eines Impulsintervalles öffnen kann. Der Impulsgenerator 32, der z. B. derart wirksam ist, dass die Vorder-und Rückflanken der Impulse durch einen Oszillator hoher Stabilität genau bestimmt werden, z. B. durch den Oszillator 26, während die Amplitude durch eine übliche Spannungsquelle, z.
B. eine übliche Batterie oder eine Zenerdiode, bedingt wird, wird weiter durch die letzte Stufe 16 des Zählers 15 gesteuert, so dass die Impulse des Impulsgenerators 32 ihre Polarität ändern, wenn die letzte Stufe des Zählers 15 ihren Zustand ändert, d. h. wenn die gespeicherte Zahl, welche das Integral der Ausgangsspannung des Signalgenerators darstellt, ihre Polarität ändert.
Massgebend für die Genauigkeit der Vorrichtung ist die Genauigkeit, mit der der erwähnte Spannungszeitinhalt der Impulse des Impulsgenerators 32 aufrecht erhalten werden kann, da eine Abweichung von diesem vorherbestimmten Wert eine Abweichung der digitalen Ausgangsinformation des Zählers 15 von der entsprechenden Analoggrösse zur Folge hat, die tatsächlich auf den Drehmomentgenerator zurückgekoppelt wird. Das Auflösungsvermögen der Digital-Analogumwandlung kann nach Wunsch durch Änderung der Frequenz des Oszillators eingestellt werden.
Die geschilderte Vorrichtung kann in verschiedenen Formen ausgebildet werden, die alle im Rahmen der Erfindung liegen. Der Zähler 15 kann z. B. durch zwei Zähler ersetzt werden, einer für die positiven Impulse des Impulswandlers 10 und einer für die negativen Impulse. Die Tore des binären Impulsgenerators 24 und der Impulsformer 31 können in diesem Falle direkt durch die gesonderten Stufen dieser zwei Zähler gesteuert werden, so dass die zugehörende Impulsreihe auf den Drehmomentgenerator übertragen wird, wenn entsprechende Stufen in den zwei Zählern in verschiedenen Zuständen sind, wobei die Polarität der erzeugten Impulse von dem Zähler abhängt, der im Zustand" 1" ist, während die Impulsreihe beschränkt wird, wenn die Stufen in dem gleichen Zustand sind.
Die betreffenden [mpulsreihen können auch übertragen werden, jeweils denn eine Stufe in dem betreffenden Zähler in dem
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Zustand "1" ist, während die Impulse der verschiedenen Zähler verschiedene Polaritäten haben. In einer ändern Ausführungsform ist es möglich, einen weiteren Zähler anzuwenden, der den Unterschied zwischen den in den zwei Zählern gespeicherten Zahlen aufzeichnet, wobei die Tore des binären Impulsgenerators durch diesen Unterschiedzähler ähnlich wie in dem beschriebenenBeispiel gesteuert werden. Der Impuls- generator des Impulswandlers 10 kann der gleiche Impulsgenerator 32 sein, der in dem Impulsfor- mer 31 vorgesehen ist.
Statt eines kontinuierlich wirksamen Impulsgenerators 32 kann auch der
Impulsgenerator zum Erzeugen eines Rechteckimpulses mit einer genau bestimmten Zeitkonstante für je- den Impuls des binären Impulsgenerators gesteuert werden.
Statt der direkten Entnahme der Steuerspannung des Impulsgenerators 6 von dem Signalgenerator des Gyroskops, erhält man diese Steuerspannung auch von dem Ausgang des Impulswandlers 10, da der mittlere Wert über ein bestimmtes Zeitintervall des Impulses am Ausgang dieses Wandlers der Spannung des Signalgenerators 2 proportional ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit eines Systems mittels eines Gyroskops in Beschleunigungsschaltung mit einer RUckkoppelschleife mit einer integrierenden Vorrichtung von dem
Signalgenerator des Gyroskops nach dessen Drehmomentgenerator, so dass ein Drehmoment rückgekoppelt wird, das der Bewegung um die Ausgangsachse entgegenwirkt und das dem Zeitintegral der Ausgangsspan- nung des Signalgeneratorsproportional ist, da durch ge ke nnzeichnet, dass ein Impulswandler mit dem Signalgenerator zur Umwandlung der Ausgangsspannung des Signalgenerators in eine Reihe von Impulsen mit einer Impulsfrequenz verbunden wird, die der Spannung des Signalgenerators proportional ist,
wobei ein Impulszähler zum Zählen und Speichern der Anzahl erzeugter Impulse und eine Vorrichtung zwischen dem Impulszähler und dem Drehmomentgenerator zum Erzeugen einer Steuerspannung für den Drehmomentgenerator vorgesehen sind, welche Steuerspannung der im Zähler gespeicherten Zahl proportional ist, wobei die Winkelgeschwindigkeit des Systems gegenüber der Drehung um die Eingangsachse oder der die Richtung bestimmenden Achse des Gyroskops in digitaler Form in dem Zähler aufgezeichnet wird.