CS214920B1 - Zapojenie prevodníka goniometrické] funkcie uhla natočenia hriadel'a selsynu na kmitočet - Google Patents

Description

2

Vynález rieši zapojenie prevodníka, ktorýumožňuje priamy převod sinu alebo kosinuuhla natočenia hriadela selsynu na kmitočet.

Na meranie uhla natočenia hriadela sel-synu sa používajú viaceré zapojenia prevod-níkov, ktoré obvykle priamo prevádzajúsnímaný uhol na časový interval alebo nakmitočet, připadne na jednosměrné napátie.V prípadoch, keď je potřebná znalost niepriamo uhla, ale jeho sinu alebo kosinu, mu-sí sa hodnota goniometrickej funkcie sníma-ného uhla určit výpočtom. Znalost hodnotygoniometrickej funkcie uhla natočenia hria-dela selsynu je potřebná například při určo-vaní výšky, v ktorej sa nachádza objektzameraný rádiolokátorom, při určovaní ho-rizontálnych zložiek vektoru rýchlostí větra,pri vyhodnocovaní údajov niektorých palub-ných prístrojov v lietadle a pri mnohýchdalších aplikáclách súvisiacich s vyhodnoco-váním polohy snímanej selsynom. Existujesice možnost merať hodnotu goniometrickejfunkcie uhla natočenia hriadela selsynučíslicovým voltmetrom, no táto metóda vy-žaduje stabilizáciu napátia budiaceho nosné-ho kmitočtu selsynu. Toto napátie však ob-vykle stabilizované nie je. V rádiolokátorochje najčastejšie získané priamou transformá-ciou sieťového napájacieho napátia s kmi-točtom 400 Hz. Aby sa vylúčila chyba mera-nia spósobená kolísáním napátia nosnéhokmitočtu selsynu, musí sa merať i toto na-pátie a výsledná hodnota goniometrickejfunkcie uhla sa získá ako podiel amplitúdystatorového napátia a amplitúdy budiacehonapátia. Vo všetkých uvedených prípadochje teda pře stanovenie hodnoty goniometric-kej funkcie uhla natočenia hriadefa stelsynunutné počítat buď priamo hodnotu funkciez nameraného uhla, alebo hodnotu podieludvoch napátí. Ak rádiolokátor, či palubnýsystém lietadla nie je vybavený počítačom,obsluha nemá možnost priameho odčítanianiektorých polohových údajov, pretože rea-lizácia uvedených matematických funkciívýlučné technickými prostriedkami je ne-úmerne zložitá. Zapojenie jednoduchého pre-vodníka pre priame číslicové meranie gonio-metrickej funkcie uhla natočenia hriadefaselsynu zatial' nie je známe.

Uvedené problémy rieši zapojenie prevod-níka podlá vynálezu, ktorého podstatou jepřevod podielu amplitud statorového a bu-diaceho napátia na kmitočet pomocou ana-lógovej deličky zapojenej z integrátora a mo-nostabilného obvodu. Převodník podl'a vynálezu umožňuje jed-noduchý priamy převod hodnoty gonio-metrickej funkcie uhla natočenia hriadefaselsynu na kmitočet. Výstupný kmitočet pre-vodníka a teda i konečný výsledok převodu,nie je závislý na amplitúde budiaceho napá-tia selsynu. To je výhodné v prípadoch, keďamplitúda budiaceho napátia selsynu nie jestabilizovaná. Zapojenie prevodníka podfa vynálezu je jednoduché, čo je zvlášť výhodnév případe realizácie prevodníka technológiouhybridných integrovaných obvodov. Příklad zapojenia prevodníka goniometric-kej funkcie uhla natočenia hriadefa selsynuna kmitočet podlá vynálezu je znázorněnýna pripojenom výkrese. Převodník pozostáva z usměrňovače 2 sta-torového napátia selsynu 1, z usmerňovača 3budiaceho napátia selsynu a z analógovejdeličky prevádzajúcej podiel amplitúd stato-rového a budiaceho napátia selsynu na kmi-točet, zapojenej z integrátora 6, komparátora7 a monostabilného klopného obvodu 8. In-tegrátor 6 je vybavený vstupným spínačom 4a nulovacím spínačom S. Časový priebeh bu-diaceho napátia ub(t] možno vyjádřit funk-ciou: ub(t] = U . sin ωΐ (1) pričom U je amplitúda budiaceho napátia,ω je jeho uhlový kmitočet, t je čas a časovýpriebeh statorového napátia us(t] selsynufunkciou: us(t) = k . U . sin (φ + a) . sin wt (2) pričom U je amplitúda budiaceho napátia,ω je jeho uhlový kmitočet, t je čas, k je pře-nosová konštanta selsynu, φ je uhol natoče-nia jeho hriadefa a a je posuv závislý navolbě statorového vinutia. Výstupné napátieU3 usmerňovača 3 potom bude: U3 = U (3) a výstupné napátie U2 usmerňovača 2: U2 = k . U . sin {φ -H a) (4) pričom k je přenosová konštanta selsynu, U je amplitúda budiaceho napátia, φ je uholnatočenia, a je posuv. V kfudovom stave monostabilného klopné-ho obvodu (8) je nulovací spínač 5 rozopnu-tý a výstupné napátie U2 usmerňovača 2 jecez integračný odpor R a zopnutý vstupnýspínač 4 připojené na vstup integrátora 6.Časový priebeh výstupného napátia Ujft)integrátora 6 je v tejto fáze činnosti prevod-níka daný vzťahom: uJt) = -^fu2dt (5) t pričom R je odpor, C je kapacita, t je čas a U2je amplitúda výstupného napátia usmerňova-ča 2. Výstup integrátora 6 je připojený na jedenvstup napáťového komparátora 7 a na druhývstup tohoto komparátora je připojený vý-stup usmerňovača 3 budiaceho napátia sel-synu. Výstupné napátie integrátora 6 lineár-ně rastie až do okamihu T, keď dosiahneúrovně napátia U3. V tomto okamihu sa změ-ní logická úroveň na výstupe komparátora7, čo sposobí preklopenie monostabilnéhoklopného obvodu 8. Monostabilný klopnýobvod 8 rozopne vstupný spínač 4 a zopnenulovací spínač S, ktorý vybije integračnýkondenzátor C. Po skončení doby kyvu T sa

Claims (1)

1. 3 monostabilný klopný obvod překlopí opáťdo kludového stavu a celý cyklus sa zopaku-je. S ohíadom na vztah (5), velkost napátiaUj v čase T bude: τ ui(t)tT = ^-Ju2dt = -^.U2.T = U3 (6)o Po dosadení zo vzťahov (3), (4) a po jedno-duché] úpravě, pře čas T možno písat: k . sin (φ + a] pričom RC je časová konstanta Integrátora,k je přenosová konštanta selsynu, φ je uholnatočenia a a je posuv. Za předpokladu, že bude doba kyvu Tomonostabilného klopného obvodu 8 zane-dbatelné malá v porovnaní s časovou kon-stantou RC, výstupný kmitočet f prevodníkabude daný vzťahom: f = jjč · sin (φ + a) (8) pričom RC je časová konštanta integrátora,k je přenosová konštanta selsynu, φ je uholnatočenia a a je posuv. Vyššie opísaný převodník goniometrickejfunkcie uhla natočenia hriadela selsynu nakmitočet, podl'a vynálezu, možno výhodnépoužit například na priame meranie výšky,v ktorej sa nachádza objekt zameraný rádio-lokátorom. Výška je daná súčinom sinu výš-kového uhla a šikmej dialky. Súčin možnovelmi jednoducho realizovat, například číta-čom, ktorý sa bude po dobu Te úmernú šik-mej vzdialenosti objektu od rádiolokátoraplnit výstupným kmitočtom prevodníka pó-dia vynálezu, úměrným sinu výškového uhlaantény. Po uplynutí doby Tx bude obsah čí- I PREDMET Zapojenie prevodníka goniometrickejfunkcie uhla natočenia hriadela selsynu nakmitočet vyznačujúce sa tým, že pozostávaz usmerňovača (2) statorového napatia sel-synu, z usmerňovača (3) budiaceho napatiaselsynu a z analógovej deličky prevádzajúcejpodiel amplitúd statorového a budiacehonapatia selsynu (1) na kmitočet, zapojenejz integrátora (6) vybaveného vstupným spí-načom (4) a nulovacím spínačom (5), kom-parátora (7) a monostabilného klopného ob-vodu (8), pričom vstupy usmerňovača (2)statorového napatia selsynu sú napojené naíubovoíné dve statorové vinutia selsynu (1)buď priamo, alebo cez vhodný prispQsobova-cí obvod, či transformátor, vstupy usmerňo-vača (3) sú připojené paralelné k budiacemuvinutiu selsynu (1), vstup integrátora (6j je tača priamo vyjadrovať nadzemnú výšku za-meraného objektu. Podobné možno merať ajvodorovná vzdialenosť objektu od rádioloká-tora. Medzi vstup usmerňovača 2 a statorovévinutia sa zapojí známy Scottov transformá-tor, takže potom výstupný kmitočet prevod-níka bude úměrný kosinu výškového uhlaa obsah čítača bude vyjadrovať vodorovnávzdialenosť objektu. Takéto priame meranievýšky a priemetu je zvlášť výhodné privyhodnocovaní polohy meteorologickej rá-diosondy zameriavanej meteorologickým rá-diolokátorom, pretože umožňuje podstatnézrýchliť a zautomatizovat vyhodnocovanievýškového větra. Ďalšia výhodná aplikáciaprevodníka podl'a vynálezu je pri priamomčíslicovom meraní horizontálnych ortogo-nálnych zložiek vektora rýchlosti přízemné-ho větra, pri vyhodnocovaní: vplyvu priečneja pozdížnej zložky vektora rýchlosti větrana letiacu střelu — pri skúškach zbranía munície. Za předpokladu, že sa rýchlosťvětra snímá například vrtulkovým sníma-čom a vyjadřuje úměrným Časovým interva-lom Tv a směr sa snímá selsynom, možno narealizáciu transformácie vektora rýchlostiz polárnej súradnicovej sústavy do pravo-uhlej použit opať čítač. Ak sa po dobu Tvúmernú rýchlosti bude čítač plniť kmitočtomúměrným sinu směru větra, obsah čítača bu-de vyjadrovať priečnu zložku, ak sa budeplniť kmitočtom úměrným kosinu směruvětra, obsah čítača bude vyjadrovať pozdížnuzložku vektora rýchlosti větra. Znamienkazložiek možno vyjadriť například pomocoufázovocjtlivých demodulátorov zapojenýchna sinusový a na kosinusový výstup Scot-tovho transformátora upravujúceho výstupyselsynu. YNÁLEZU na výstup usmerňovača (2) statorového na-patia selsynu připojený cez analogový spí-nač (4) a integračný odpor (R) zapojený dosérie so spínačom (4), paralelné k integrač-nému kondenzátoru (Cj je připojený nulo-vací spínač (5), výstup integrátora (6) jeďalej připojený na jeden vstup napáťovéhokomparátora (7), druhý vstup komparátora(7) je napojený na výstup usmerňovača (3)budiaceho napatia selsynu, výstup kompará-tora (7) je připojený na hodinový vstup mo-nostabilného klopného obvodu [8), inverznývýstup monostabilného klopného obvodu .(8)je připojený na ovládací vstup vstupnéhospínača (4) a priamy výstup monostabilnéhoklopného obvodu (8), ktorý je súčasne kmi-točtovým výstupom prevodníka, je připojenýna ovládací vstup nulovacieho spínača (5). 1 výkres T 54 3821-84