Способ стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора с магнитоэлектрическим приводом Советский патент 1985 года по МПК G04C3/04 

ОЭ

оо

Ч

(Х 4

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ БАЛАНСОВОГО ОСЦИЛЛЯТОРА С МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ, основанный на компенсации отклонений амплитуды колебаний осциллятора изменением энергии импульсов привода,по которому формируют импульсы напряжения, синхронизируют их с одной из полуволн индуцированного в обмотке привода напряжения, усредняют разность другой полуволны и опорного напряжения, отлйчающийс я тем, что, с целью повьнаения точности хода, и стабилиза1цга амплитуды колебаний осциллятора, преобразовьгоают импульсы напряжения в импульсы тока привода пропорционально полученной усредненной разности напряжений со знаком, обратным отклонению/амплитуды колебаний осциллятора.

lief, Изобретение относится к кзыерению времени и может быть использовано при разработке электронно-механических часов, реле времени и других приборов времени. Известен способ стабилизации .амплитуды колебаний балансового осциллятора с магнитоэлектрическим пр водом, основанньш на изменении энергии импульсов привода путем вариации длительности этих импульсо пропорционально отклонению амплитуды колебаний балансового осциллятора от стационарного значения, по которому генерируют импульсы тока привода, синхронизируют их с колебаниями балансового осциллятора, изменяют длительность импульсов ток привода в зависимости от амплитуды наведенной ЭДС в обмотке привода ГО Недостатком такого способа являе ся невысокая точность хода и стабилизации амплитуды колебаний балансо вого осциллятора, вследствие несимметричной модуляции длительности им пульсов привода. Кроме того, при возрастании нагрузки на балансовый осциллятор и уменьшении напряжения источника питания происходит увеличение длительности импульсов привода до значений, превышающих время прохода магнитов балансового осциллятора над катушкой привода, что также снижает точность хода и стаби лизации амплитуды колебаний балансо вого осциллятора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора с нагни тоэлектрическим приводом, основанны на компенсации отклонений амплитуды колебаний осциллятора изменением эн гии импульсов привода, по которому формируют импульсы напряжения, синхронизируют их с одной из полуволн индуцированного в обмотке привода напряжения, усредняют разность другой полуволны и опорного напряжения 2.Недостатком известного способа я ляется невысокая точность хода и стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора. Цель изобретения - повышение точ ночти хода и стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора. Эта цель достигается тем, что согласно способу стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора с магнитоэлектрическим приводом, основанному на компенсации отклонений амплитуды колебаний осциллятора изменением энергии импульсов привода, по которому формируют импульсы напряжения, синхронизируют их с одной из полуволн индуцированного в обмотке привода напряжения, усредняют разность другой полуволны и опорного напряжения, затем преобразовывают импульсы напряжения в импульсы тока привода пропорционально полученной усредненной разности напряжений со знаком, обратном отклонению амплитуды колебаний осциллятора. На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит балансовьй осциллятор 1, на дисках которого установлены магниты 2, в зазоре которых помещена катушка 3 привода, управляемый преобразователь 4 напряжение-ток, генератор 5 прямоугольных импульсов напряжения, цепь 6 синхронизации, усредняющую цепь 7, схему 8 сравнения, причем выход генератора 5 соединен с входом преобразователя 4 напряжение-ток, выход которого соединен с первым входом схемы 8 сравнения, а через цепь 6 - синхронизации - с синхронизирующим входом генератора 5, к выходу управляемого преобразователя 4 напряжение-ток также подключена катушка 3 привода, при этом на второй вход схемы 8 сравнения подано опорное напряжение, а выход схемы 8 сравнения через усредняющую цепь соединен с управляющим входом преобразователя 4 напряжение-ток. Способ стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора с магнитоэлектрическим приводом ос- . нован на следукщем. При проходе магнитов 2 балансового осциллятора над катушкой 3 привода в ней индуцируется две разнополярных полуволны напряжения. Первая из них по времени используется для стабилизации амплитуды колебаний осциллятора, а вторая - для синхронизации прямоугольных импульсов, напряжения. Далее производится преобразование этих импульсов в импульсы тока привода. Для стабилизации амплитуды колебаний осциллятора пер вая полуволна индуцированного напря жения сравнивается с фиксированным опорным уровнем напряжения, результат сравнения усредняется, и усредненным напряжением производится подстройка коэффициента преобразова ния преобразователя 4 напряжение-то Устройство, реализующее способ, работает следующим образом. В отсутствие механических колебаний балансового осциллятора 1 индуцированное напряжение в катушке 3 привода отсутствует. Генератор 5 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, которые преобразователем 4 преобразовываются в импульсы тока катушки 3. При этом коэффициент преобразования максимален. Частота следования импульсов примерно равна резонансной частоте ,осщшлятора 1, что приводит к возникновению и нарастанию его колебан Колебания осциллятора 1, а следовательно, и магнитов 2 над катушкой 3 приводят к возникновению в ней инду цированного напряжения в виде двух разнополярных полуволн, следующих одна за другой в течение времени пр хода магнитов над катушкой. Амплиту напряжения этих полуволн пропорциональна амплитуде механических колебаний осциллятора. Вторая по времени полуволна индуцированного напряжения синхронизирует генератор 5, что приводит к дальнейшему нарастанию амплитуды колебаний осциллятора а следовательно, и нарастанию ампли ды полуволн индуцированного напряжения. Нарастание амплитуды первой полуволны, которая сравнивается с опорным уровнем в схеме 8 сравнения приводит к появлению на ее выходе разностного напряжения. Это напряже кие усредняется и подается на управляющий вход преобразователя 4, что приводит к уменьшению коэффициента преобразования, а следовательно, и к уменьшению амплитуды импульсов тока катушки. Устанавливается стационарный режим. В этом режиме осуществляется стабилизация амплитуды колебаний осциллятора при воздействии дестабилизирующих факторов. Стабилизация достигается за счет того, что любым отклонениям амплитуды колебаний осциллятора от стационарного значения соответствуют обратные по знаку изменения амплитуды импульсов тока привода. Так, например, увеличение момента нагрузки приводит к некоторому уменьшению амплитуды колебаний осциллятора, а следовательно, к уменьшению амплитуды индуцированного напряжения. Напряжение на выходе элемента 8 сравнения уменьшается, и увеличивается коэффициент преобразования преобразователя 4, а следовательно, увеличивается амплитуда импульсов тока привода, что приводит к увеличению амплитуды колебаний осциллятора приближенно к прежнему значению. Согласно способу при изменении напряжения питания амплитуда импульсов тока привода остается неизменной, а следовательно, остается практически неизменным механический момент привода, что не вызьгоает дополнительных погрешностей хода балансового осциллятора-. Отсутствие в способе модуляции длительности импульсов тока привода не вызывает сниже ния точности стабилизации амплитуды колебаний осциллятора при больших нагрузках на него, а также не овызывает дополнительногв потребления энергии.