V *AT** Opublikowano dnia 25 lipca 1958 r. % biblioteka)k Urz,,J POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY ^ 6 ^ Nr 40705 Zaklad Opracowan i Produkcji Aparatury Naukowej *) Warszawa, Polska.Uklad telemetryczny z modulacjq pojemnosciowq Patent trwa od dnia 2 maja 1956 r.W urzadzeniach telemetrycznych dalekosieznych stosowane sa dotychczas obrotowe przetworniki nadawcze trzech typów, a mianowicie: kolektoro¬ we, fotoelektryczne i indukcyjne. Kazdy z tych typów przetworników obrotowych posiada powaz¬ ne wady. W pierwszym wystepuja szkodliwe mo¬ menty tarcia. Przetworniki fotoelekryczne posia- daje skomplikowana budowe oraz sa klopotliwe w eksploatacji. Przetworniki indukcyjne sa wpraw¬ dzie pozbawione tych wad, lecz wystepuje w nich oprócz modulacji amplitudy równiez modulacja czestotliwosci, która jest bardzo nie pozadana ze wzgledu na waskopasmowe kanaly telemetryczne.Przetworniki obrotowe uzywane dotychczas nie sa dostatecznie niezawodne w dzialaniu oraz wpro¬ wadzaja uchyby mechaniczne i uchyby starzenia sie wskutek stosowania w nich ruchomych sty¬ ków, przekazników, zarówek, komórek fotoelek- trycznych, lamp elektronowych itd.W znanych telemetrycznych ukladach daleko¬ sieznych modulowane sygnaly telemetryczne uzy¬ skuje sie za pomoca dosc skomplikowanych modu¬ latorów prostownikowych lub lampowych zawie¬ rajacych nietrwale elementy (prostowniki lampy).Modulatory te wysylaja impulsy prostokatne wy¬ magajace przesylania w laczu telemetrycznym harmonicznych czestotliwosci modulacyjnych.Przedmiotem wynalazku jest uklad telemetrycz¬ ny, w którym przetwornik nadawczy oraz modu¬ lator posiadaja bardzo ^prosta budowe, nie wypro¬ wadzaja zadnych uchybów oraz nie zawieraja zadnych elementów nietrwalych, jak styki rucho¬ me, przekazniki, zarówki, komórki fotoelektryczne, lampy elektronowe, prostowniki.Uklad wedlug wynalazku nadaje sie do pomia¬ rów zdalnych wszelkich wielkosci mierzonych, które moga byc przeksztalcone przez nadawczy przyrzad pomiarowy na predkosc obrotowa. To samo zastosowanie znajduja wspomniane wyzej znane uklady z przetwornikami obrotowymi.Przy stosowaniu ukladów z obrotowymi prze¬ twornikami nadawczymi mozna dokonywac bezpo¬ srednio pomiarów zdalnych wszystkich wielkosci elektrycznych dotyczacych pradu, a wiec przeply- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest doc. inz. Henryk Kuniewski.wu mocy czynnej, biernej, wzglednie pozornej, napiecia, natezenia, czestotliwosci oraz wspólczyn¬ nika, mocy (cosep). W\sposób bezposredni mozna równiez mierzyc Jaalnie wielkosci nieelektryczne, jak np. predkosc przeplywu, wzglednie zuzycie wo¬ dy lub innych cieczy oraz gazów.Przy uzyciu metod posrednich sluzacych do prze¬ ksztalcenia wielkosci mierzonej na- predkosc obro¬ towa mozna przekazywac na odleglosc za pomoca ukladu wedlug wynalazku dowolne wielkosci mie¬ rzone.Zasada dzialania ukladu wedlug wynalazku po¬ lega na modulacji pojemnosciowej pradu akustycz¬ nego w ukladzie przeciwsobnym lub innym.Przetwornik nadawczy posiada trzy izolowane wzgledem siebie elektrody metalowe, a mianowicie: zebata tarcze obrotowa oraz dwa uzebione piers¬ cienie nieruchome, przesuniete wzgledem siebie o szerokosc ich zeba. Liczby zebów tarczy i piers¬ cieni sa równe. Tarcza zebata E (fig. 1) obraca sie pomiedzy uzebionymi pierscieniami E1 i Eg. Pod wplywem momentu obrotowego wytwarzanego przez wielkosc mierzona wskutek obrotowego ru¬ chu tarczy E kolejno wystepuja w pewnych polo¬ zeniach najwieksze pojemnosci miedzy tarcza E i pierscieniem np. E±, a w innych polozeniach (przy obrocie o kat odpowiadajacy szerokosci ze¬ ba) wystepuja najwieksze pojemnosci miedzy tar¬ cza E i drugim pierscieniem E2. W jednakowej odleglosci zebów tarczy E od zebów pierscieni E± i E2 pojemnosci miedzy tarcza i obu pierscieniami, sa równe. Przy ruchu obrotowym tarczy zmiany pojemnosci w przetworniku wedlug wynalazku wy¬ stepuja z czestotliwoscia zalezna od liczby zebów i od predkosci obrotowej tarczy, a wiec od/warto¬ sci wielkosci mierzonej.. Telemetryczny uklad nadawczy wedlug wynalaz¬ ku zawiera oprócz wspomnianego przetwornika jeszcze modulacyjny transformator symetryczny T (fig. 2) i w ten sposób tworzy juz caly zespól przetwornika i modulatora telemetrycznego. Uklad jest zasilany tylko jednym napieciem, tj. napie¬ ciem zmiennym pradu nosnego np. o czestotliwosci akustycznej lub wiekszej, otrzymywanym z oscy¬ latora G. Gdy zeby tarczy E znajduja sie w jedna¬ kowych odleglosciach od zebów pierscieni E\, E2, wtedy natezenia pradów w pierwotnym uzwojeniu transformatora T sa równe. Wskutek przeciwnych kierunków przeplywu tych pradów dzialanie ich znosi sie, zatem napiecie wysylane U± jest równe zeru. Przy zmianach pojemnosci w przetworniku podczas obrotu tarczy kolejno wystepuje przewaga amperozwojów w jednej wzglednie drugiej polów¬ ce uzwojenia transformatora T. Indukowane napie¬ cie U\ pod wplywem wystepujacej róznicy ampe¬ rozwojów zostaje wyslane do lacza telemetryczne¬ go w postaci sygnalu telemetrycznego o modulo¬ wanej amplitudzie (fig. 3). Profile zebów tarczy oraz pierscieni sa tak dobrane, ze sygnal teleme¬ tryczny jest modulowany wedlug krzywej sinu¬ soidalnej, tzn. zawiera dwie wstegi boczne modu¬ lacji, lecz nie zawiera pradu nosnego. Jest to za¬ tem system pradu sinusoidalnego malej czestotli¬ wosci (bez harmonicznych), który pozwala na za¬ stosowanie wiekszych czestotliwosci modulacji niz systemy impulsowe z wyzej wspomnianymi zna¬ nymi przetwornikami obrotowymi. Dzieki temu uklad wedlug wynalazku pozwala na uzyskanie wiekszej predkosci pomiaru niz uklady systemów impulsowych przy tej samej szerokosci kanalu telemetrycznego.Predkosc pomiarów w ukladzie wedlug wynalaz¬ ku zwieksza sie jeszcze podwójnie przez podwoje¬ nie czestotliwosci po demodulacji w urzadzeniu odbiorczym. Uzyskuje sie to przez zastosowanie demodulatora o charakterystyce kwadratowej bez pradu nosnego.Zasada dzialania modulacji pojemnosciowej wedlug wynalazku moze byc zastosowana nie tyl¬ ko do wirujacych przetworników nadawczych, ale równiez do wychylowych przetworników nadaw¬ czych, przystosowanych do pomiarowych przyrza¬ dów wychylowych. Przyklad takiego zastosowania w przetworniku nadawczym systemu impulsowego ze sprzezeniem zwrotnym przedstawiono na (fig. 4).Wychylowy przyrzad pomiarowy A porusza rotor E kondensatora róznicowego, posiadajacego dwa statory E± i E2 i w ten sposób reguluje napiecie wyjsciowe l/j. Od wartosci tego napiecia zalezy czestotliwosc impulsów wysylanych przez impul- sator IZ do lacza telemetrycznego. Impulsy wysy¬ lane sa kontrolowane przez przetwornik odbiorczy PO, który przeksztalca je w prad staly i'k o nateze¬ niu proporcjonalnym do czestotliwosci impulsów wysylanych. Uklad ruchomy pomiarowego przy¬ rzadu kontrolowanego PK jest umieszczony na wspólnej osi, na która oddzialywa równiez przy¬ rzad A. Prad ik wytwarza moment obrotowy przy¬ rzadu PK, przeciwdzialajacy momentowi napedo¬ wemu przyrzadu. Polozenie rotora E ustala sie w chwili, gdy moment napedowy jest równy mo¬ mentowi przeciwdzialajacemu. W tych warunkach czestotliwosc impulsów wysylanych scisle odpo- — 2 —wiada wartosci mierzonej i nie zalezy od ukladu elektrycznego. PL