NO156667B - Fremgangsmaate og anordning for aa redusere gyrofasetvetydighet paa grunn av to i naerheten av hverandre anbragte gyroer i interferensvibrasjonskommunikasjon med hverandre. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å redu-

sere gyrofasetvetydigheten av to nær hverandre liggende gyroer interfererende til vibrasjonskommunikasjon med hver-

andre av den art som angitt i innledningen til krav 1, samt en anordning for å redusere gyrofasetvetydigheten på grunn av to i nærheten av hverandre anbragte gyroer i interfererende vibrasjonskommunikasjon med hverandre av den art som angitt i innledningen til krav 2.

Det har blitt påvist at avdriften fra dag til dag ved vanlige gyroer delvis oppstår fra to adskilte avdriftsfrembringende kilder: 1. En faseavhengig magnetisk kraft mellom et gyrostabilt element (rotor) og et roterende magnetiseringsfelt til en dri-vende gyromotor. 2. Vibrasjonsforbindelse mellom to inntil hverandre anbragte gyroer.

Gyroavdriften endres, på grunn av disse kildene, hver gang en

gyro blir startet. Årsaken til at avdriften endres er at mag-netpolene blir satt i motorhystereseringen til den drevne gyroen i det øyeblikket når en drivgyromotor synkroniseres med det roterende feltet for drivmotorens magnetiseringsspenning. Vinkel-stillingen som disse polene inntar i motorens rotor er helt tilfeldig, hvorved en rotasjonsstilling tilveiebringes mellom det synkront roterende gyrohjulet (stabilt element) og det roterende motormagnetiseringsfeltet, som endres hver gang gyroen startes. Tidligere har kompliserte gyroreguleringssystemer blitt tilveiebragt for å måle avdriften fra dag til dag. Imidlertid har ifølge foreliggende oppfinnelse blitt funnet at der-som visse faseforhold kan opprettes mellom drivmotoren og gyrorotoren ved starten, så kan gyroens avdrift fra dag til dag på grunn av de ovenfornevnte kildene minskes på enklere og bil-ligere måte.

US-patent nr. 4 257 280 (tilsvarende EPO-patentsøknad nr. 009347) beskriver problemer ved et gyroskop og et system for å dempe disse driftsproblemene. Som senere beskrevet i beskrivelsen er det et formål med foreliggende oppfinnelse å unngå problemer som oppstår ved vibrasjonskommunikasjon mellom to tilliggende anbragte gyroer. Dette er et problem som overhodet ikke er blitt sett nærmere på ved tidligere kjent teknikk. I og med at to nærliggende gyroer kan utvikle vibra-sjon som er i medhjelpende fase eller motsatt fase vil det kunne fremkomme signaltvetydigheter.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å unngå ovenfornevnte ulemper og dette blir tilveiebragt ved hjelp av en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1, samt en anordning av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 2.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot et gyrofasesystem som utfører detekteringen av faseforho.ldet mellom et gyroutgangs-signal (som gir en indikasjon på gyrorotorstillingen) og gyromotorens magnetisering. Etter detekteringen av dette faseforholdet danner systemet et middel for å fjerne magnetpoler som tilveiebringes av motorens rotor og endre polenes stilling for å etablere et fast faseforhold mellom motorens roterende felt og gyrorotoren. Systemet gjenoppretter dette forholdet hver gang gyroen blir startet. Når dette utføres ved hver start, vil ro-tas jonsforholdet mellom den roterende gyrorotoren og det roterende magnetiseringsfeltet hos drivmotoren alltid være det samme og avdriften på grunn av den lille kraften mellom det roterende feltet og rotormomentmagnetene som normalt gjenfinnes i gyrorotoren alltid være det samme. Når hver rotor til to inntil hverandre anbragte gyroer oppretter et fast forhold mellom den tilførte magnetiseringen av respektive drivmotor og tilsvarende i gyrorotor, og begge gyroene magnetiseres fra samme frekvenskilde, så vil dessuten den vibrasjonsinduserte avdriften alltid være den samme og vil ikke variere fra dag til dag. Ovenfornevnte formål og fordeler ved oppfinnelsen skal forklares nærmere ved henvisning til den medfølgende tegningen, som viser et blokkskjerna av en utførelsesform av gyroautofasesystemet.

På figuren er vist et antall komponenter i blokkform. Hver og en av de viste blokkene består av kjente konvensjonelle kretser. Det er imidlertid kombinasjonen av disse komponentene til en enestående anordning og funksjonsmåte som utgjør oppfinnelsen. En konvensjonell gyrogiver 10 genererer et signal på vanlig måte. Konvensjonelle gyroer, som skal anvendes ved foreliggende system, tilpasses til å gi en gyrorotoramplityde-modulering som er til-strekkelig for å gi separasjon av rotorfrekvensen fra andre fre-kvenskomponenter i signalet fra gyrogiveren 10. Eksempel på tilgjengelige givere, som er egnet for oppfinnelsen, innbefatter magnetiske givere, som detekterer når et visst referansepunkt på en gyrorotor passerer et referansepunkt på gyrohuset. Alter-nativt kan en optisk giver anvendes, for å avføle gyrorotorens rotasjon. Signalet fra giveren 10 blir ført til en forsterker 12,'hvis utgangssignal kondisjoneres med et filter 13. Utgangssignalet fra filteret 13 er et sinusbølgesignai med en frekvens lik gyrorotorens 8 rotasjonsfrekvens. Det filtrerte signalet tilføres inngangen til et begrensertrinn 14 som klipper av si-nusbølgen for å danne et tilsvarende firkantbølgesignal med konstant amplityde og således tilføre et første inngangssignal til en fasedetektor 16. Fasedetektoren bestemmer faseforskjellen mellom signalet fra gyrogiveren 10 og en avledning av,.mag-netiser ingssignalet fra en gyromotor, slik som nå skal bli beskrevet.

En frekvenskilde 18 tilveiebringer et sinusbølgesignai, typisk

i området 1,6 kHz, som underkastes en omforming til et fireled-nings tofasesignal ved anvendelse av flip-flop'er 20.

En av ledningene 21 fra firegangsutgangen til flip-flop1 ene

20 gir et inngangssignal til en delerkrets 22. Et signal med referansefase fåes således ved neddeling av gyromagnetiserings-frekvensen på ledningen 21 med en faktor, typisk 2, og en kom-

p§ÉS

*4<&£':,-o&fAH*i?ɧVifce''utgåhgssxgnalet frå '^asédeéektdrån ''\6'• llL^;*

ger innenfor et spesielt faseområde (vindu), som korresponderer med den ønskede rotasjonsforskjellsstillingen mellom gyromotorens roterende magnetiseringsfelt og et fast punkt på gyromotoren. Komparatoren 28 er med sin utgang 29 koblet til den første inngangen til en OG-port 30, hvorved portens utgang 32 er koblet med en pulsgenerator 34 som styrer aktiveringen av en drivgyromotor 56, som skal bli nærmere beskrevet nedenfor, Et andre signal 36 til fasevindukomparatoren 28 fåes ved hjelp av utgangssignalet fra en bryter 40. Inngangen 42 til bryteren 40

er parallellkoblet med utgangen fra filteret 26. Bryteren sluttes kort etter start når gyrorotoren 8 antar det på forhånd valgte faseforholdet med gyromotormagnetiseringen. Bryteren 40 består av en operasjonsforsterker og fungerer som en vanlig hysteresekrets, som er innbefattet for å aktivere komparatoren 28 hvornår utgangssignalet fra fasedetektoren 16 er negativt. Komparatoren 28 åpnes av bryteren 40 når utgangssignalet fra fasedetektoren 16 nærmer seg faseområdet (vinduet) fra positiv retning. Bryteren 40 er kun nødvendig når to gyroer er plassert i forstyrrende nærhet i forhold til hverandre, og når det blir nødvendig å eliminere den 180° tvetydigheten, som kommer av at motorens magnetisex-ingsf rekvens er to ganger motorens rotasjonsfrekvens.

\' i^^ §é^. f!^^ 4XW^- T^^' é^ A^ t^ 5Pulsgeneratoren 34 gehér'e'ref-'

da en negativ puls med regulert pulsbredde ved sin utgang 46 til en styreinngang hos en fireports-anordning 48 som kan være anordnet på vanlige chips, slik som standardchips1 et 54LS00.

Et utgangssignal langs ledningen 50 fra fireports-anordningen eliminerer magnetiseringen til motoren 56 i løpet av perioden for pulsen fra generatoren 34. Den nevnte pulsbredden velges slik at motorens 56 rotor tillates slepe lett etter det roterende motormagnetiseringsfeltet før gjenmagnetiseringen. Denne magnetiseringen etablerer nye magnetpoler i motorens rotor.

Det er typisk at motoretterslepningen for hver puls er åtte grader.

Signalinverteren 60 er ved sin inngang 58 koblet med utgangen 46 til generatoren 34, og inverteren tilføres ved sin utgang

en positiv puls på basisen til fire sammenkoblede NPN-transis-torer 62, som tilfører fire ledninger, tofaset elektrisk belast-ning, via transistorkollektorene 66, 68, 70 og 72 til gyromotoren 56 som virker som elektrisk generator i løpet av den tiden da magnetiseringen er eliminert. Transistorene sine emittere er felles jordet ved 64. Uttrykt på annen måte oppnås dynamisk bremsing av gyromotoren 56 i løpet av denne tiden, noe som hjelper til med lagerfriksjonen til gyromotoren 56 ved fremkal-

lingen av motorsakkingen i løpet av den tiden magnetiseringen ikke skjer.

Ved utførelse av oppfinnelsen startes gyromotoren. 56 og synkroniseres ved en vilkårlig fase og bringes siden til å sakke etter med små endringer, slik som de nevnte typiske endringene på åtte grader, til signalet fra fasedetektoren 16 kommer i vindusområdet til komparatoren 28 fra positiv retning. Når ut-gangssignalnivået fra fasedetektoren 16 ligger innenfor vinduet, slik som det nevnte - 5°-vinduet, går utgangssignalet fra komparatoren 28 til et lavt logisk nivå og pulsgeneratoren 3 4 slutter å mate ut pulser. Fireportsanordningen 48, som fører tofase-fireledningssignalene fra ledningen 50 til ledningen 52, forblir "på" og effektforsterkeren 54 forsterker strømmen fra portanordningen 48 til gyromotoren 56. Motoren 56 er nå låst med faseforhold som etableres mellom rotoren 8 og det roterende magnetiseringsfeltet i motoren 56.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til nøyaktig de konstruksjons-detaljene som er vist og beskrevet her, da det vil være for fag-mannen på området å foreta nærliggende modifiseringer.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å redusere gyrofasetvetydigheten av to nær hverandre liggende gyroer i interfererende vibrasjonskommunikasjon med hverandre, innbefattende anbringelse av et referansepunkt på rotoren til en gyro ved et på forhånd valgt fast faseforhold med eksitasjonsfeltet til en gyrodrivmotor, og detektering av fasen mellom referansepunktet på rotoren (8) og eksitasjonsfeltet, karakterisert ved sammenligning av fasen med et på forhånd valgt faseområde og klargjøring av fasesammenligning kun når faseområdet er langt fra en på forhånd valgt polaritet, og sperring av strømforsyningen fra eksitasjonsfeltet til motoren når den detekterte fasen faller utenfor området, som derved bevirker at motoren glipper inntil den detekterte fasen faller innenfor området.
2. 2. Anordning for å redusere gyrofasetvetydigheten på grunn av to i nærheten av hverandre anbragte gyroer i interfererende vibrasjonskommunikasjon med hverandre ved å anbringe et referansepunkt på rotoren (8) til en gyro ved et på forhånd valgt fast faseforhold med eksitasjonsfeltet til en gyrodrivmotor (56), idet anordningen innbefatter en gyrorotor (8), en giverinnretning (10) forbundet med rotoren (8) for å bestemme fasen til et referansepunkt på rotoren, en innretning (20) for å generere et eksitasjonsfelt for motoren (56), en detekteringsinnretning (16) forbundet i kretsen ved dens innganger med giveren (10) og genererings innretningen (20) for å detektere faseforskjellen mellom rotorreferansepunktet og eksitasjonsfeltet, karakterisert ved en vindukomparator (28) forbundet ved dens første inngang med utgangen til detekteringsinnretningen (16), bryterinnretning (40) med dens inngang (42) forbundet med utgangen til detekteringsinnretningen (16), en andre inngang av komparatoren (28) forbundet med utgangen (36) til bryterinnretningen (40) for å klargjøre komparatoren når utgangen til detekteringsinnretningen (16) antar en første polaritet, idet komparatoren (28) blir sperret av bryterinnretningen (40) når utgangen fra detekteringsinnretningen (16) nærmer seg et på forhånd valgt faseområde fra en motsatt polaritet, som derved unngår f asetvetydigheten mellom to nær hverandre liggende gyroer i interfererende vibrasjonsmessig kommunikasjon med hverandre, og

   en sperreinnretning (62) forbundet mellom utgangen til genereringsinnretningen (20) og gyromotoren (56), idet sperreinnretningen (62) har en inngang (46) forbundet med utgangen (29) til komparatoren (28) for å sperre strømfor-syningen fra eksitasjonsfelt-genereringsinnretningen (20) til motoren (56) når den detekterte faseforskjellén faller utenfor det på forhånd valgte område som derved bevirker at motoren (56) glipper inntil den detekterte faseforskjellen faller innenfor det på forhånd valgte område.