SU55991A1 - Устройство дл алгебраического суммировани углов поворота осей с неограниченным вращением - Google Patents

Description

Существующие способы суммировани  показаний в устройствах дл  телеметрии в большинстве случаев требуют дл  каждого слагаемого на передающей стороне наличи  специального устройства, преобразующего измер емую величину во вспомогательную элек- трическую величину, причем больщей частью суммирование этих величин обладает принципиальной погрешностью.

Непосредственное суммирование моментов вращени  путем укреплени  дисков нескольких счетчиков на одной оси или суммирование скоростей вращени  путем приведени  во вращение коллектора прерывател  одним измерителем , а щетки - другим, обладают общим недостатком - необходимостью располагать измерители в одном кожухе . Кроме того, при суммировании моментов счетчиков существует принципиальна  погрешность суммировани , значительна  сложность регулировки и неудобство в эксплоатацИи из-за св занности систем. Возможность суммировани  скоростей вращени  ограничиваетс  лишь двум  слагаемыми.

Коммутационное суммирующее устройство ,  вл ющеес  предметом авторского свидетельства № 48810, отличаетс  чрезвычайной простотой (дл  двух величин), дает точные результаты и не требует территориального сближени  измерителей. Но это устройство уже при сложении трех величин требует усложнени  коммутаторов и дает значительные колебани  мгновенной величины .суммы при правильном среднем ее значении. Эти колебани  мгновенной величины суммы вызывают соответствующие колебани  стрелки указательного прибора. Увеличение числа слагаемых выше трех, при непосредственном суммировании в коммутационной цепи, требует еще большего усложнени  коммутаторов и вызывает такие колебани  мгновенного значени  суммы, которые заставл ют вовсе от него отказатьс .

Разработанный и примен емый механич ский метод суммировани  импульсов с помощью р да щестеренок особой формы, хот  и свободен от недостатков упом нутых выще систем, но осуществл етс  в виде довольно сложного в механическом отношении аппарата , не позвол ющего к тому же производить алгебраическое суммирование.

Предлагаемое устройства дл  суммировани  поворота осей свободно от недостатков перечисленных выше устройств.

Как и в устройстве по авторскому свидетельству № 48810, в предлагаемом устройстве применены коммутаторы со щетками, св занными с вращающимис  ос ми. Пластины каждого коммутатора соединены со щетками следующего, а последний коммутатор соединен с указывающим сумму прибором. Однако, в отличие от устройства по авторскому свидетельству № 48810, в новом устройстве коммутаторы выполнены в виде кольцевых равномерно распределенных сопротивлений и каждый из них, независимо от числа слагаемых, снабжен трем  щетками, соединенными с трем  точками предыдущего коммутатора, дел щими его па равные части.

На фиг. 1 прилагаемого чертежа изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема включени  вместо моторчика пол ризованного реле; фиг. 3-вариант устройства с сокращенным числом коммутаторов; на фиг. 4 - одна из возможных конструкций коммутатора.

Ось каждого из измерителей I, II, III св зана со щетками, скольз щими вокруг круглого равномерно распределенного неподвижного сопротивлени  (фиг. 3). Измеритель / вращает диаметрально расположенные щетки А н В, соединенные с полюсами источника посто нного тока, вокруг сопротивлени  /, которое имеет три равноотсто щих вывода //, 12 и 13. Эти выводы соединены со щетками Л , В и С , вращаемыми измерителем // вокруг сопротивлени  2. Сопротивление 2 также имеет три равноотсто щих вывода 21, 22 и 25, соединенные со щетками А, В С, вращаемыми -измерителем /// вокруг сопротивлени  5. Выводы 31, 32 и 55 сопротивлени  5 присоединены к йыводам а, 6 и с  кор  синхронного моторчика М, обмотки которого соединены в треугольник .

На фиг. 1 дл  примера изображены три измерител . Теоретически число .слагаемых может быть любым.

Действие устройства заключаетс  в следующем. При вращении щеток А и В по сопротивлению / потенциа.т точек И, 12 -R 13 измен етс  синусоидально отставанием один от другого на 120°,

. е. образу  подобие нормальной трехфазной системы. Также очевидно измен етс  потенциал на щетках А , В и С при неподвижных измерител х // и /Я на точках 21, 22, 23, на щетках А, В, С, на точках 31, 32, 33 и, наконец, на выводах а, 6 и с  кор  моторчика М. В результате этого  корь моторчика М бует поворачиватьс  на тот же угол, что и измеритель /. Вследствие того, что круглые сопротивлени  намотаны равномерно , поворот моторчика будет также осуществл тьс  плавно. При непрерывном вращении измерител  / моторчик М будет вращатьс  синхронно и синфазно с ним.

Е|гли представить себе, что измеритель / неподвижен, а вращаетс  один измеритель // или один измеритель П1, то легко видеть, что и в этом случае моторчик будет вращатьс  синхронно и синфазно с измерителем. Если же будут вращатьс  одновременно два измерител , например, / и II, то на перемещение потенциала по щеткам А , В и С будет накладыватьс  перемещение самих щеток по сопротивлению 2, в результате чего перемещение потенциала по точкам 21, 22, и 23 будет равно сумме перемещений измерителей / и // и моторчик М повернетс  на угол, равный сумме углов поворота этих изме рителей. Очевидно, что если направление вращени  измерителей будет противоположно , то моторчик повернетс  на угол, равный разности углов поворота измерителей. При одновременном вращении трех или более измерителей система будет действовать соверщенно аналогично и моторчик будет поворачиватьс  на угол, равный алгебраической сумме углов поворота измерителей, т. е. вращатьс  со скоростью, равной алгебраической сумме скоростей вращени  измерителей. Направление вращени  моторчика определ етс  знаком суммы.

В том случае, когда необходимо получить не суммарный уголповорота или скорость вращени , а суммарное число или .частоту импульсов, вместо моторчика может быть включено пол ризованное реле (как это показано на фиг. 2).

Теоретически описываемое устройство может действовать при любом числе слагаемых. Однако при большом их числе падение напр жени  в сопрО

тивлени х может оказатьс ,столь большим , что потребуетс  слишком высока  чувствительность мотора. Число слагаемых при том же числе сопротивлений может быть легко увеличено вдвое, если не делать у сопротивлений жестких отпаек, а заменить их щетками , приводимыми во вращение от другого измерител  (фиг. 3). В этом случае дл  сложени  щетки должны вращатьс  в противоположные стороны, а дл  вычитани  - в одном и том же направлении. Можно также значительно увеличить общее число слагаемых, если разбить их на несколько групп, а затем с помощью такого же устройства суммировать скорости вращени  моторов отдельных групп.

Если круглое сопротивление устанавливаетс  в счетчике, оно должно быть возможно меньшего диаметра, чтобы не нагружать систему счетчика бо тьшим моментом трени .

Дл  уменьшени  диаметра контактное устройство может быть выполнено в виде многопластинчатого коллектора, между пластинами которого включены секции сопротивлени . Многопластинчатый коллектор малого диаметра легко осуществить из р да серебр ных проволочек, укрепленных в двух шайбах и представл ющих собой в собранном виде подобие миниатюрного «беличьего колеса (фиг. 4). Круглое сопротивление может быть также керамическим , графитовым или из иного материала .

Синхронный моторчик может быть выполнен конструктивно по типу магнито-электрического счетчика амперчасов посто нного тока. Дисковый  корь такого счетчика имеет обычно трехсекционную обмотку. Достаточно концы обмотки вывести вместо трехпластинчатого коллектора на три кольца, чтобы он мог служить суммирующим моторчиком в предлагаемой системе. Разумеетс , могут быть построены синхронные моторчики и иных конструкций.

Как следует из всего сказанного, описанное устройство обладает следующими положительными свойствами:

1.Суммирование алгебраическое с выраженными знаком суммы.

2.Число слагаемых теоретически неограниченно . Практически ограничиваетс  .лишь чувствительностью суммирующего моторчика.

3; Погрешность суммировани  равна нулю вследствие фазности поворота и синхронности вращени  моторчика.

4.Угол поворота суммирующего органа измен етс  плавно. При посто нных скорост х измерителей мгновенна  величина суммарной скорости в любой момент времени посто нна. В варианте с пол ризованным реле оно работает равномерно.

5.Контактные устройства дл  всех измерителей, независимо от их числа, одинаковы.

6.Измерители могут располагатьс  на любом рассто нии друг от друга и от суммирующего моторчика и св зываютс  между собой и с моторчиком, независимо от числа слагаемых, трем  проводами.

Предлагаемое устройство предназначено , главным образом, дл  применени  в устройствах дл  телеметрии, в частности дл  передачи на рассто ние суммарной мощности. В этом случае в каждом счетчике устанавливают круглое сопротивление, вокруг которого расположены щетки, приводимые во вращение подвижным элементом счетчика . Так как скорость подвижного элемента счетчика пропорциональна измер емой мощности, то скорость суммирующего моторчика будет пропорциональна суммарной мощности. Дл  получени  местных показаний или дл  передачи по методу интенсивности ось моторчика можно св зать с небольшим генератором посто нного тока. Дл  передачи по частотно-импульсному методу па ось моторчика достаточно посадить прерыватель, либо просто заменить моторчик пол ризованным реле.

Область применени  устройства не ограничиваетс  телеметрией. Оно может примен тьс  также в устройствах автоматики в тех случа х, когда требуетс  получение суммы или разности каких-либо величин.

Предмет изобретени .

Claims (4)

1. Устройство дл  алгебраического суммировани  углов поворота осей с неограниченным вращением, основанное на применении коммутаторов со щетнами , св занными с вращающимис  ос ми, причем пластины каждого коммутатора соединены со щетками следующего , а последний коммутатор св зан с указывающим сумму прибором, отличающеес  тем, что коммутаторы выполнены в виде кольцевых равномерно распределенных сопротивлений и каждый из них, независимо от числа слагаемых, снабжен трем  щетками, соединенными с трем  точками предыдущего коммутатора, дел щими его на равные части, за исключением первого коммутатора, две диаметрально расположенные щеткн которого соединены с источником посто нного тока.

2. Форма выполнени  устройства по п. 1, отличающа с  тем, что коммутаторы состо т из стержней, расположенных между изолирующими кольцами

по образующим цилиндра, икажда - пара соседних стержней соединена друг с другом сопротивлени ми, образующими общее кольцевое сопротивление.

3.Применение в устройстве по п. I и 2, в качестве указывающего сумму прибора, синхронного двигател  с посто нным магнитом и трехфазной обмоткой ротора, например, магнитоэлектрического счетчика количества электричества с трехсекционной обмоткой  кор , выведенной вместо коллектора на три кольца.

4.В устройстве по пп. 1 и 2, при использовании его дл  суммировани  числа оборотов осей, применение счетчика с пол5 ризованным электромагнитом, присоединенным к двум диаметрально расположенным пластинам последнего коммутатора.

0 фиг S фигт4