SU1677642A1

SU1677642A1 - Гиротахометр

Info

Publication number: SU1677642A1
Application number: SU894673724A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Никитович Кутуров; Александр Эдуардович Кирмель
Original assignee: Тульский Политехнический Институт
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению , может быть использовано в качестве элемента гиростабилизатора и позвол ет повысить точность измерени и расширить область применени измерителей угловой скорости движущихс объектов. Повышение точности достигаетс за счет использовани в цепи обратной св зи усилител 4, дифференцирующего фильтра 6, интегратора 5 и преобразовател 7 напр жени в ток, которые повышают устойчивость в системе, привод т к нулю статистическую ошибку измерени и снижают погрешность от температурного дрейфа. Расширение области применени осуществл етс за счет наличи в гиротахометре трех выходов: аналогового , цифрового и с широтно-импульсной модул цией, дл реализации которых служат компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, формирователь 12 треугольного сигнала, схема 13 совпадени , реверсивный счетчик 14, итоговый регистр 15 и схема 16 синхронизации. Зил. л

Description

Фиг.1

Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано в качестве элемента гиростабилизатора.

Цель изобретени - повышение точности и расширение области применени .

На фиг. 1 представлена блок-схема ги- ротахометра; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие принцип работы гиротахометра; на фиг. 3 - выходные сигналы схемы синхронизации .

Гиротахометр содержит гироскоп 1 в рамке 2, датчик 3 угла, усилитель 4, интегратор 5, дифференцирующий фильтр 6, преобразователь 7 напр жени в ток и датчик 8 момента. Кроме того, устройство содержит компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, формирователь 12 треугольного сигнала, схему 13 совпадени , реверсивный счетчик 14, итоговый регистр 15 и схему 16 синхронизации, причем датчик 3 угла, усилитель 4, интегратор 5, дифференцирующий фильтр 6, преобразователь 7 напр жени в ток и датчик 8 момента соединены последовательно, входы компаратора 9 подключены к интегратору 5 и формирователю 12 треугольного сигнала 12, а выход через синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, схему 13 совпадени и реверсивный счетчик 14 к итоговому регистру 15, выходы схемы 16 синхронизации соединены с формирователем 12 треугольного сигнала, синхронным генератором 10 одиночных импульсов, схемой 13 совпадени , реверсивным счетчиком 14, итоговым регистром 15, а вход с синхронным генератором 10 одиночных импульсов , выходы интегратора 5, триггера 11 и итогового регистра 15 вл ютс выходами устройства.

Гиротахометр работает следующим образом .

При вращении основани вокруг оси Y с угловой скоростью Wy возникает гироскопический момент Мг, под действием которого рамка 2 гироскопа 1 поворачиваетс так, что стремитс совместить кратчайшим путем вектор кинетического момента Н гироскопа 1 с вектором угловой скорости Wy. При повороте рамки 2 на выходе датчика угла 3 по вл етс электрический сигнал, который после усилени и интегрировани в блоках 4 и 5 (напр жение U5 фиг. 2а) поступает на дифференцирующий фильтр 6. Сигнал с выхода фильтра 6 (напр жение U6 фиг. 2а) подаетс на преобразователь 7 напр жени в ток. Ни оси рамки 2 вследствие действи тока преобразовател 7 на датчик момента 8 по вл етс момент Мп, противодействующий дальнейшему повороту рамки 2. Выход интегратора 5 вл етс аналоговым выходом устройства. Дл преобразовани аналогового сигнала в широтно-импуль- сный служит компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер

11, формирователь 12 треугольного сигнала и схема 16 синхронизации. Собственно преобразование осуществл етс в компараторе 9, который производит сравнение аналогового сигнала (напр жение U5 фиг. 2а) с

0 треугольным напр жением (U12 фиг. 2а) выделенным из стабильного по частоте и амплитуде пр моугольного сигнала с выхода схемы синхронизации - U16 фиг, 2а (частота 100 Гц, амплитуда 6,2 В). Если аналоговый

5 сигнал с интегратора 5 меньше треугольного напр жени , то на выходе компаратора 9 высокий логический уровень, если больше, то низкий (напр жение U9 фиг. 26). Дл синхронизации выходной импульсный последо0 вательности компаратора 9 служат блоки 10 и 11, работающие под управлением схемы 16, котора вырабатывает четыре импульса, распределенные последовательно во времени (U16.1, U16.2, U16.3, U16.4 фиг. 3) с

5 частотой следовани 250 кГц и задержкой относительно друг друга 1 мкс, При смене знака напр жени на выходе компаратора 9 (например, с низкого логического уровн на высокий) генератор 10 по первому пришед0 шему за этим событием импульсу U16.1 вырабатывает одиночный импульс U10.1 (фиг. 2в) установки RS-триггера 11 в состо ние 1 (по S входу). Если на выходе блока 9 происходит изменение сигнала с высокого

5 уровн на низкий, то генератор 10 вырабатывает одиночный импульс U10.2 (фиг. 2в) по первому поступившему импульсу U16.1 и устанавливает триггер 11 по R-входу в состо ние О. Таким образом, на выходетриг0 гера 11 (напр жение U11 фиг. 2г) формируетс сигнал угловой скорости с ши- ротно-импульсной модул цией, синхронизированный импульсами U16.1 (фиг. За). Преобразование широтно-импульсного сиг5 нала угловой скорости в цифровой код производитс в блоках 13-15. Выходное напр жение триггера 11 вместе с импульсами U 16.2 (фиг. 36) с блока 16 поступает на вход схемы 13. При высоком уровне догиче- ского сигнала на выходе триггера 11 импуль0 сы U 16.1 поступают на суммирующий вход счетчика 14, при низком на вычитающий. Цикл измерени , суммирование-вычитание определ етс моментами перехода триггера 11 из О в 1, Синхроимпульсы с выхода

5 блока 10, осуществл ющие этот переход, подаютс на вход схемы 16 и инициализируют выдачу одиночных импульсов U16.3, (Л6.4(фиг. Зв, г) на блоки 14 и 15. По импульсу U 16.3 (фиг. Зв), следующему за моментом

перехода триггера из О в Г1 (импульс 10.1 фиг. 2в) производитс запись в регистр 15 результата счета с выхода блока 14, а по импульсу U 16.4 (фиг. 3.2), следующему за этим же переходом импульсом U10.1 (фиг. 2в), осуществл етс сброс счетчика 14 и начало нового счета. Выход блока 15 вл етс выходом цифрового кода устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и

Гиротахометр, содержащий двухстепенной гироскоп, датчик угла, усилитель, интегратор, датчик момента, причем выход усилител подключен к входу интегратора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и расширени области применени , в него введены дифференцирующий фильтр, преобразователь напр же- ни в ток, компаратор, синхронный генератор одиночных импульсов, триггер, формирователь треугольного сигнала, схема совпадени , реверсивный счетчик, итоговый регистр и схема синхронизации, причем выход датчика угла соединен с входом усилител , выход интегратора соеди- нен с входом дифференциального фильтра и с первым входом компаратора и вл етс

аналоговым выходом гиротахометра, выход дифференцирующего фильтра соединен с входом преобразовател напр жени в ток, выход которого соединен с датчиком момента , второй вход компаратора соединен с выходом формировател треугольного сигнала, выход компаратора соединен с первым входом синхронного генератора одиночных импульсов, выход которого qoe- динен с входом триггера и входом схемы синхронизации, выход триггера соединен с первым входом схемы совпадени и вл етс импульсным выходом широтно-импульс- ной модул ции гиротахометра, первый выход схемы синхронизации соединен с входом формировател треугольного сигнала , второй выход соединен с входом синхронного генератора одиночных импульсов, третий выход с вторым входом схемы совпадени , четвертый выход - с вторым входом реверсивного счетчика, п тый выход - с вторым входом итогового регистра, выход которого вл етс выходом цифрового кода устройства, а первый вход итогового регистра подключен к выходу реверсивного счетчика , первый вход которогоо подключен к выходу схемы совпадени .

U

д

а

Фиг.г

ц

Фиг.З

Claims

Формула изобретения

Гиротахометр, содержащий двухстепенной гироскоп, датчик угла, усилитель, интегратор, датчик момента, причем выход усилителя подключен к входу интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введены дифференцирующий фильтр, преобразователь напряжения в ток, компаратор, синхронный генератор одиночных импульсов, триггер, формирователь треугольного сигнала, схема совпадения, реверсивный счетчик, итоговый регистр и схема синхронизации, причем выход датчика угла соединен с входом усилителя, выход интегратора соединен с входом дифференциального фильтра и с первым входом компаратора и является аналоговым выходом гиротахометра, выход дифференцирующего фильтра соединен с входом преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с датчиком момента, второй вход компаратора соединен с выходом формирователя треугольного сигнала, выход компаратора соединен с первым входом синхронного генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с входом триггера и входом схемы синхронизации, выход триггера соединен с первым входом схемы совпадения и является импульсным выходом широтно-импульсной модуляции гиротахом.етра, первый выход схемы синхронизации соединен с входом формирователя треугольного сигнала, второй выход соединен с входом синхронного генератора одиночных импульсов, третий выход с вторым входом схемы совпадения, четвертый выход - с вторым входом реверсивного счетчика, пятый выход - с вторым входом итогового регистра, выход которого является выходом цифрового кода устройства, а первый вход итогового регистра подключен к выходу реверсивного счетчика , первый вход которогоо подключен к выходу схемы совпадения.

t