Pierwszenstwo: 73757 KI. 42o, 13/07 Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 23.12.1974 MKP G01p 3/66 CZYTELNIA Twórcywynalazku: Józef Kosacki, Zbigniew Paczkowski, Aleksander Sawicki Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób wyznaczania czasu przelotu pocisku miedzy dwoma czujnikami z samoczynna eliminacja bledu i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania czasu przelotu pocisku miedzy dwoma czujnikami in¬ dukcyjnymi z samoczynna eliminacja bledu i uklad do stosowania tegosposobu. » Dokladny pomiar czasu przelotu pomiedzy dwoma, wybranymi w przestrzeni w znanej odleglosci punkta¬ mi, ma szczególne znaczenie przy pomiarach predkosci pocisków, zwlaszcza ich predkosci poczatkowej. Pomiary takie dokonywane sa metodami optycznymi, akustycznymi lub radiolokacyjnymi.Metody te wymagaja jednak skomplikowanej aparatury i nie zawsze pozwalaja na osiagniecie dostatecznie duzej dokladnosci pomiarów. Z powyzszych wzgledów nie sa one stosowane w codziennej praktyce poligonowej.Wszelkie metody dokladnego pomiaru czasu przelotu pocisku pomiedzy dwoma, wybranymi w przestrzeni w znanej odleglosci, punktami rejestracji przejscia pocisku, opierajace sie na bezposrednim zetknieciu sie pocisku z odpowiednim elementem czujnika nie moga byc w swietle aktualnych wymagan uznawane za wlasciwe, gdyz nie pozwalaja na uzyskanie niezbednej dokladnosci pomiaru oraz wprowadzaja mniejsze lub wieksze zaburzenia w locie pocisku.Wsród metod bezstykowych za jedna z najlepszych uznawana jest metoda oparta na zastosowaniu fotoko¬ mórek. Wymaga ona jednak stosowania dosyc kosztownych ukladów optycznych, umozliwiajacych wytworzenie swietlnej siatki obejmujacej cala powierzchnie obszaru, w plaszczyznie której moze znalezc sie przelatujacy pocisk. Metoda ta, oprócz wysokich kosztów wykonania i eksploatacyjnych, wymaga starannego regulowania progu czulosci fotokomórek. Nie pozwala ona równiez uwolnic sie od wplywów przypadkowych zaburzen, na przyklad przelotu owada.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wyznaczania czasu przelotu pocisku miedzy dwoma czujnikami indukcyjnymi, zasilanymi pradem zmiennym z samoczynna eliminacja bledu oraz ukladu do stosowania tego sposobu.Cel ten zostal zrealizowany przez opracowanie sposobu wedlug wynalazku, polegajacego na zastosowaniu73 757 2 dwóch czujników indukcyjnych sluzacych do sygnalizacji przelotu pocisku oraz polaczonego z nimi ukladu elektronicznego do wyznaczania i eliminacji bledu czasu wynikajacego z niekoncentrycznego przelotu pocisku przez te czujniki.Za pomoca rewersyjnego ukladu liczacego zlicza sie wszystkie impulsy o amplitudzie przekraczajacej okres¬ lony poziom napiecia dyskryminujacego, przekazywane do niego poprzez wzmacniacz impulsów i dyskryminator impulsów, z pierwszego czujnika, powstajace w czasie przelotu przez niego pocisku, a nastepnie zliczone w taki sam sposób impulsy dyskryminowane z drugiego czujnika odejmuje sie od sumy impulsów z pierwszego czujnika, a otrzymana róznice, bedaca bledem pomiaru, wyrazona w jednostkach czasu, w zaleznosci od wskazan rewersyj¬ nego ukladu liczacego, dodaje sie lub odejmuje od czasu przelotu pocisku miedzy tymi czujnikami.Czas przelotu pocisku miedzy czujnikami mierzy sie za pomoca elektronicznego licznika impulsów, zlicza¬ jacego impulsy wzorcowe przekazywane do niego z generatora impulsów wzorcowych. Elektroniczny licznik impulsów zlicza impulsy wzorcowe od momentu otrzymania przez uklad bramkujacy pierwszego dyskryminowa¬ nego impulsu z pierwszego czujnika, do momentu otrzymania pierwszego dyskryminowanego impulsu z drugiego czujnika.Sposób ten realizuje sie przy pomocy ukladu "zawierajacego dwa czujniki indukcyjne, umieszczone na wspólnej osi, w okreslonej odleglosci od siebie, stanowiacej droge przelotu pocisku, na której mierzony jest czas.Kazdy z czujników sklada sie z pary cewek nawinietych wspólosiowo, korzystnie jedna wewnatrz drugiej. Cewka zewnetrzna takiej pary cewek jest cewka zasilajaca, zas cewka wewnetrzna — jest cewka detekcyjna. Cewki zasilajace obu czujników w ukladzie szeregowym, zasilane sa z generatora pradu zmiennego wysokiej czestotli¬ wosci, natomiast cewki detekcyjne tych czujników w ukladzie przeciwsobnym, szeregowym lub równoleglym, polaczone sa z jednej strony z wyjsciem ukladu kompensacyjnego, polaczonego z generatorem a z drugiej strony z wejsciem wzmacniacza impulsów, polaczonego równiez z drugim wyjsciem ukladu kompensacyjnego. Wyjscia wzmacniacza impulsów polaczone sa poprzez dyskryminator impulsów z rewersyjnym ukladem liczacym oraz z ukladem bramkujacym, polaczonym z kolei z wejsciami licznika impulsów i wyjsciami generatora impulsów wzorcowych.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest latwosc ustalenia baz pomiarowych, przy uzyciu nieruchomego modelu pocisku na zasadzie rejestracji sygnalu wywolanego pradami wirowymi, indukowanymi w samym pocis¬ ku, co ma szczególne znaczenie przy stosowaniu krótkich baz pomiarowych. Poza tym zastosowanie sposobu wedlug wynalazku pozwala na bardzo dokladna rejestracje przejscia pocisków wykonanych z róznych materia¬ lów, nawet nie zawierajacych materialu ferromagnetycznego.Zaleta ukladu do stosowania sposobu wedlug wynalazku jest jego niepodatnosc na wszelkiego rodzaju zaklócenia zewnetrzne, dzieki przeciwsobnemu polaczeniu cewek detekcyjnych obu czujników, na skutek czego indukowane w nich jednoczesne sygnaly zaklócen, powodowane zródlami zaklócen jednakowo oddalonych od obu czujników, znosza sie.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony na przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat blokowy ukladu do stosowania sposobu wedlug wynalazku, a fig. 2 — przebieg impulsów powsta¬ jacych podczas przelotu pocisku przez czujniki.Na fig. 1 uklad sklada sie z dwóch czujników 1, 2 i V, 2', których cewki zasilajace 1, 1' w ukladzie szeregowym polaczone sa z generatorem 3 pradu zmiennego wysokiej czestotliwosci, natomiast cewki detekcyjne 2, 2 tych czujników w ukladzie przeciwsobnym polaczone sa z jednej strony z jednym zaciskiem wyjscia ukladu kompensacyjnego 4, którego wejscie polaczone jest z generatorem 3 a z drugiej strony z jednym zaciskiem wejs¬ cia wzmacniacza 5, którego drugi zacisk jest polaczony z drugim zaciskiem wyjscia ukladu kompensacyjnego 4.Wejscie wzmacniacza 5 polaczone jest poprzez dyskryminator impulsów 6 z rewersyjnym ukladem liczacym 10 oraz z jednym wejsciem ukladu brakujacego 7; którego wyjscie polaczone jest z wejsciem licznika impulsów 9, przy czym wejscie ukladu bramkujacego 7 polaczone jest z wyjsciami generatora impulsów wzorcowych 8.Na fig. 2 pokazany jest przebieg impulsów sinusoidalnych powstajacych w obu czujnikach na skutek prze¬ lotu przez nie pocisku. Z czujnika 1, 2 otrzymuje sie nt impulsów ponad okreslony poziom progowy d oraz n2 impulsów z czujnika drugiego 1', 2'. Czas mierzony przelotu pocisku miedzy tymi czujnikami oznaczonyjest t^, a czas rzeczywisty tr.Dzialanie ukladu do stosowania sposobu wedlug wynalazku, polega na tym, ze przelatujacym przez czuj¬ niki indukcyjne 1, 2 i 1\ 2* pocisku wykonanym z takiego materialu para-, dia- lub ferromagnetycznego, ze indukuja sie w nim prady wirowe, wytwarzajace wlasne pole magnetyczne pocisku. Powstajace w ten sposób pole magnetyczne ruchomego pocisku, w zaleznosci od materialu z jakiego jest on wykonany, znosi czesciowo lub tez zwieksza pole magnetyczne, wytworzone przez cewki zasilajace 1,1' obu czujników. Te zmiane pola magnetycz¬ nego wykrywaja cewki detekcyjne 2, Z czujników. W wyniku przelotu pocisku przez jeden z czujników otrzy¬ muje sie sygnal róznicy sil elektromotorycznych cewki zasilajacej i cewki detekcyjnej.3 73757 Impulsy otrzymywane z czujników maja przebiegi zblizone do sinusoidalnych, o czestotliwosci generatora zasilajacego cewki tych czujników, przy czym ich obwiednia narasta do wartosci maksymalnej, gdy pocisk wchodzi w obszar dzialania czujnika i opada do zera, gdy pocisk wychodzi z obszaru jego dzialania, co ilustruje rysunek na fig. 2.Amplitudy paczek impulsów i ich ilosc zalezy od odleglosci osi czujnika od osi przelatujacego przez niego pocisku. Przy przelocie pocisku idealnie przez os czujnika ilosc impulsów i ich amplitudy sa najmniejsze, nato¬ miast przy przelocie niekoncentrycznym pocisku, ich ilosc jest wieksza. Impulsy wytworzone przez kazdy z czujników sa przekazywane do rewersyjnego ukladu liczacego 10 poprzez dyskryminator impulsów 6, ustalaja¬ cy poziom progowy d amplitud tych impulsów.Rewersyjny uklad liczacy 10 zlicza wszystkie impulsy amplitudowo przekraczajace poziom progowy d, otrzymywane podczas przelotu pocisku przez pierwszy czujnik 1,2 oraz odejmuje od otrzymanej liczby impul¬ sów, impulsy przekraczajace poziom progowy d otrzymywane z czujnika drugiego V, 2', podczas przelotu przez niego pocisku.Jezeli ilosc impulsów dyskryminowanych otrzymywanych z obu czujników jest jednakowa wówczas wska¬ zanie rewersyjnego ukladu liczacego 10 bedzie zerowe. W przypadku, gdy ilosc impulsów z pierwszego czujnika bedzie wieksza od ilosci impulsów z drugiego czujnika, rewersyjny uklad liczacy 10 zanotuje róznice miedzy iloscia tych impulsów. Róznica ta okresla blad pomiaru. Jezeli ilosc impulsów z pierwszego czujnika jest mniejsza od ilosci impulsów z drugiego czujnika, otrzyma sie równiez blad pomiaru, lecz o znaku przeciwnym, zarejestro¬ wanym przez rewersyjny uklad liczacy 10. Równoczesnie ze zliczaniem impulsów z obu czujników przez rewer¬ syjny uklad liczacy 10, uklad bramkujacy 7 uruchamia generator impulsów wzorcowych 8, którego impulsy wzorcowe zlicza elektroniczny licznik impulsów 9, od momentu otrzymania przez uklad 7 pierwszego dyskrymi¬ nowanego impulsu z czujnika 1, 2, do momentu otrzymania pierwszego dyskryminowanego impulsu z czujnika 1', 2*. Jest to mierzony czas tm przelotu pocisku przez te dwa czujniki. Wskazanie rewersyjnego ukladu liczacego 10, okresla czy blad czasu At przelotu pocisku nalezy odjac czy tez dodac do czasu mierzonego tm, dla otrzymania rzeczywistego czasu tr, w ciagu którego pocisk przebyl droge od jednej bazy pomiarowej do drugiej bazy. Bezwzgledna wartosc popelnianego bledu pomiaru latwo wyrazic mozna w jednostkach czasu, majac ten blad wyrazony róznica impulsów sinusoidalnych przekraczajacych okreslony poziom progowy d. Poniewaz czestotliwosc f zliczanych sinusoid jest równa czestotliwosci generatora 3 zasilajacego cewki czujników, wiec okres tych sinusoid wynosi T =-pBlad pomiaru At, bedacy róznica miedzy rzeczywistym czasem przelotu tr a czasem mierzonym tm, okresla sie z nastepujacej zaleznosci: At =(n, -n2)T. 2 We wzorze tym ni oznacza liczbe zliczonych impulsów przez rewersyjny uklad liczacy 10, otrzymanych z czuj¬ nika 1, 2, a n2 - liczbe impulsów otrzymanych z czujnika drugiego 1f 2' podczas przelotu przez niego pocisku.Rewersyjny uklad liczacy 10 wykonuje dzialanie (ni-n2), wiec wskazywana przez niego róznica impulsów dyskryminowanych pomnozona przez pól okresu jest bledem At pomiaru, który nalezy dodac lub odjac od czasu zmierzonego tm, w zaleznosci od znaku „+" lub „—" wskazywanego przez rewersyjny uklad liczacy 10.Dokonujac powyzszego dzialania, okresla sie rzeczywisty czas tr przelotu pocisku za pomoca wzoru: tr = tm±At. PL