SU546823A1 - Устройство дл измерени угловых ускорений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может найти применение в качестве чувствительного элемента в системах автоматического регулировани .

Известны датчики электромашпнного типа, которые стро тс  на базе различных электрических машии (1).

Недостатка.ми этих датчиков  вл ютс  низка  крутизна преобразовани  и наличии в выходном сигнале помех и частот, завнс ндих от частоты врапдеии .

Известны датчики сейсмического типа, которые имеют склонность впадать в резонанс и создают значительный нулевой фон, обусловленный технологическими иогрешност .ми датчика электрического сигнала, а также имеют достаточно сложную конструкцию (2).

Кроме того известно устройство, содержащее иреобразователь скорости враи;ени  в электрический сигнал, например синхронный т-фазный генератор, обмотки которого св заны с входами т. дифференцнруюии1х устройств , умножители на синфазные синусоидальные функиии угла поворота иреобразовател  скорости, выходы которых св заиы с входами выходиого сумматора (3).

На выходе сумматора образуетс  посто нный сигнал, пропорциональный углово.му ускорению ,

Недостатком известного устройство  вл етс  ограниченный рабочий диапазои скоростей вращени , при которых измерение ускорений производитс  с недостаточной точностью.

Дл  расширени  рабочего днаназоиа скоростей и увеличени  точности измерени  в диаиазоне высоких скоростей в предлагаемое устройство введены /п умнол ителей на опережающие синусоидальные функции угла иоворота , т умиол птелей на отстающие синусоидальные функции угла поворота и т дополнительных и вспомогательный су.мматоры, причем выходы ш дифференцнрующих устройств подключены к первым входам т донолнительных сумматоров и через умножители на опережающие сииусондальные функции - к входа.м вспомогательного сумматора, выход которого через умножители на отстающие синусоидальные функции соединен со вторыми входами m дополнительных сумматоров, а их выходы согдннены с входами упом нутых умножителей иа синфазные синусоидальные функции угла иоворота.

На чертеже иривеДена функциональиай схема описываемого устроГктва.

Выходы 1 и 2 двух фаз генератора черс;; днфференцнрующ.не устройства 3 н 4, а также соответственно через умиожитель 5 иа cos а (где а-угол иоворота ротора генератора) и через умиожитель 7 на (-sin а) св заны с

входами вспомогательного сумматора 6, и, кроме того, с первыми входами дополнительных сумматоров соответственно 8 и 11. Выход сумматора б через умножитель 9 на (-cos а) соединен со вторым входом сумматора 8 и через умножитель 10 на sin а со вторым входом сумматора 11. Выходы сумматоров 8 и 11 соответственно через умножитель 12 на sin а II через умножитель 13 на cos а св заны с входами выходного сумматора 14, на выходе которого формируетс  сигнал, пропорцпоd

нальныи УГЛОВОМУ ускорению - ,. df

Коэффициенты передачи умножителей дл  упрощени  прин ты равны.ми 1.

На входы Д фференцирующих устройств подаютс  напр жени 

г т.г da .

и : LE sin а,

dt

г dd.

и С cos  .

ut

Продифференцированные напр жени 

11 . . . , / rfa 2I

з-С.| -sm.+ . cosaj,

т т/- г Лг . П

)

подаютс  на первые входы сумматоров 8, 11 и на входы у.множнтелей 5, 7. Синусоидальные функции этих умножителей  вл ютс 

опережающими на по отношению к напр жени м соответствуюииьх фаз геиератора.

Выходные напр жени  умножителей 5, 7, соответственно равные

Ur cos а ; СЕ -- sin а X

dt

X cos 7. +

cos

dt

fy,.(-sina) С  I sin  

dt

X COS   + (- ) sin   dt J

суммируютс  на сумматоре 6

U, U, + U, СЕ

X

dt

da.

X{COs4 + )C(j

Составл ющие, пропорциональные

взаимно уннчтожаютс , благодар  чему выдел етс  в чистом виде сигнал помехИ;

Напр жение помехи /в подаетс  на умножители 9, 10, синусоидальные функции которых  вл ютс  отстаюи.ими на - от напр жений соответствующих фаз генератора. Благодар  этому на вторые входы И подаютс  напр жени 

f/, и,(- cos а) - С 

di

i, i/,.Sina :C f sina.

dt

Выходные напр жени  сумматоров не содержат сигнала помехи

и, и, + и, С -sina,

dt

11 4 . Ь-4:1 os

dt

Пройд  через умножители 12, 13 фазные синусондальные функции, эти жени  преобразуютс  к виду

г гг I.. Я

6j2 (У,-Sinа С -т:: sin  ,

dt

13 и cos а - С  d

Сложеине этих напр жений на сумматоре 14 позвол ет нолучить

.

,.

,  С к

. d

13

Таким образом, выходное посто нное напр жение устройства пропорционально угловому ускорению вращени  вала генератора. Пол рность нанр жени  определ етс  знаком ускорени .

Функции по преобразованию полезного сигнала н сигнала помехи в умножител х разделены . 1ак, дл  умножителей 5, 7, 9, 10 «рабочим  вл етс  сигнал помехи. Умножители 5, 7 (совместно с сумматором 6) выдел ют снгнал , пропорциональный квадрату скорости. При этом исключение сигнала, пропорционального ускорению, в силу его относительной малости происходит с достаточной точностью . Умножители 9, 10 иреобразуют только сигнал номехи. Исключение помехи нронсходнт в су.мматорах 8, 11, поэто.му на умнол ители 12, 13 подаетс  полезный сигнал, не содержащий помехи, чем обеспечиваетс  точное формирование выходного сигнала устройства, пропорционального угловому ускорению.

Таким образо.м, каждый из у.множителей должен преобразовывать или полезный сигнал , или сигнал помехи.

Claims (3)

1.В. П. Комлев, А. И. Копейкин «Электромашинный бесконтактный датчик угловых ускорений , «Приборы и системы уиравленн , № 1, 1971.

2.О. И. Суэтин и др. «Бесконтактный датчик угловых ускорений. Вестник Харьковского политехнического института, сери  «Автоматика и вычислительна  техника, ЛЬ 3 (51), Харьков, 1965.

3.Авторское свидетельство А 90021, М. Кл.2 G 01Р 15/08, 1974, (прототип).