SU838564A1 - Датчик угловой скорости - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерителной технике и может быть использовано дл  измерени  угловой скорости вращающихс  валов механизмов и машин в электромеханических системах автоматического регулировани .

Известен датчик угловой скорости, содержащий линейные измерители углового положени  с последующим включением линейных дифференцирующих цепей 1 .

Однако такой датчик очень чувствителен к помехам и имеет низкую разрешающую способность.

Известен также датчик угловой CKQрости , содержащий синусно-косйнусный вращающийс  трансформатор, к синусной и косинусной обмоткам .которого подключены амплитудные демодул торы, линейный фильтр, подключенный через интегратор к входам нелинейных элементов соответственно с синусоидальной характеристиками 2.

Недостатком этого датчика  вл етс  ограниченна  точность, обусловленна  трудностью обеспечени  высокой идентичности характеристик вход щих в состав датчика двух множительных устройств.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности датчика.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчик введены генератор так товых импульсов, три кo 1мyтaтopa, последовательно соединенные,сумматор , нелинейный элемент с квадратичной характеристикой, инвертор, при этом выход генератора тактовых им0 пуЛьсов подключен к управл ющим входам коь- мутат6ров, сигнальные входы первого коммутатора подключены к выходам амплитудных демодул торов, а выход - к первому входу сумматора,

5 сигнальные входы второго коммутатора подключены к выходам нелинейных элементов с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками, а выход ко второму входу сумматора, первый

0 сигнальный вход третьего коммутатора подключен к выходу нелинейного элемента с квадратичной характеристикой , второй сигнальный вход - к выходу инвертора, а выход - ко входу

5 линейного фильтра.

На чертеже приведена структурна  схема датчика угловой скорости.

Датчик угловой скорости содержит синусно-косйнусный вращающийс  трансформатор 1, амплитудные демодул торы 2 и 3, подключенные соответственно к синусной и косинусной обмоткам синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 1, линейный фильтр 4, выход которого через интегратор 5 соединен с входами нелинейных элементов 6 и 7 соответственно с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками , генератор 8 тактовых импульсов , подключенный к управл ющим входам коммутаторов 9, 10 и 11, последовательно соединенные сумматор 12 нелинейный элемент 13 с квадратичной характеристикой, инвертор 14, сигналные входы коммутатора 9 подключены соответственно к выходам амплитуд- ных демодул торов 2 и 3, а выход коммутатора 9 подключен к первому входу сумматора 12, сигнальные входы коммутатора 10 подключены к выходам соответствующих нелинейных элементов -6 и 7 соответственно с синусоидальной и косинусоидальной харатеристиками , а выход коммутатора 10 ко второму входу сумматора 12, первый сигнальный вход коммутатора 11 подключен к выходу нелинейного элемента с квадратичной характеристикой 13, а второй сигнальный вход к выходу инвертора 14, выход коммутатора 11 подключен к линейному . фильтру 4. .

Устройство работает следующим образом .

При повороте ротора синусно-косинусного вращающегос  трансформатора (.СКВТ 1 на произвольный угол ot, на выходах амплитудных Демодул торов 2 и 3 будут сигналы виДа

V AoSind. V2 AoCOS(X

где V - сигнал на выходе амплитудного демодул тора 2; V/ji - сигнал на выходе амплитудного демодул тора 3; АО - амплитуда сигнала. На выходах нелинейных элементов соответственно с синусной и косинусной характеристиками 6 и 7 будем иметь сигналы

V AOS i np V4 Aocos P) ,

где p - угол поворота ротора СКВТ, измер емый интегратором 5; V - сигнал на выходе нелинейного элемента 6,

V4 - сигнал на выходе нелинейного элемента 7,

В первом положении коммутаторов 9 10 и 11, как показано на чертеже, сигналы V и Vg, пройд  через сумматор 12, нелинейный элемент 13 с квадратичной характеристикой образуют на входе линейного фильтра 4 сигнал положительной пол рности, равный по величине 5 o(sino - -cosp)J.

В другом положении коммутаторов 9 10 и 11 сигналы V. и V.3 пройд  чере сумматор 12, нелинейный элемент 13 с квадратичной характеристикой и инвертор 14, образуют на входе линейного фильтра 4 сигнал отрицательной пол рности, равный по величине (cosa +sinp)J.

Генератор 8 тактовых импульсов, управл   коммутаторами 9, 10 и 11, позвол ет получить на входе лин йного фильтра 4. переменный сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна Vj-, а отрицательных - V.

Этот переменный сигнал, проход  через линейный фильтр 4, усредн етс  и усиливаетс  с одновременным подавлением шумов, и при на выходе линейного фильтра 4 будем иметь сигнал

() , где cL углова  скорость;

Кф - коэффициент передачи линейного фильтра 4.

Сигнал /7 интегрируетс  интегратором 5 до тех пор, пока истинное значение угла d не будет близким к измеренному р , т.е. датчик представл ет следующую систему за углом.

С выхода интегратора 5 снимаетс  сигнал, равный измеренному значению угла р. Следовательно на входе интегратора 5 или на выходе, датчика получен сигнал, пропорциональный производной от угла о поворота ротора СКВТ 1.

Достижение высокой точности измерени  обусловлено тем, что промежуточное преобразование сигналов производитс  одним нелинейным элементом, имеющим квадратичную характеристику.

Claims (2)

1.Проектирование след щих систем. Под ред. Л.В. Рабиновича.М., Иашиностроение , 1969, с. 79-85.

2.Авторское свидетельство СССР

556384, кл. G 01 Р 3/48, 1975 (прототип ) .

J-гт