Устройство для передачи и приема информации с вращающихся объектов Советский патент 1986 года по МПК G08C19/28 

to

1

Изобретение относится к телеизмерениям и может быть использовано для передачи и приема телеметрической информации с якорей высокоскоростных двигателей и винтов летательных аппа- 5 ратов.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы.

Устройство содержит на вращающемся объекте первую обмотку воздушного трансформатора 1, амплитудный детектор 2, ключ 3, фильтр 4 низких частот (ФНЧ), компаратор 5, формирователь 6 импульсов, делитель 7 напряжения, источник 8 опорного напряжения, компаратор 9, модулятор 10, коммутатор 11, ограничитель 12 тока, элемент 13 памяти, датчик 14, на неподвижном объекте вторую обмотку воздушного трансформатора 1, датчик 15 тока, амплитудный детектор 16, ком12576872

Ток, протекающий по второй обмотке трансформатора 1, возбуждает в первой обмотке трансформатора 1 напряжение с частотой f ,которое выпрямляется амплитудным детектором 2, и через открытый ключ 3 поступает на элемент 13 памяти, представляющий собой конденсатор. Фильтр 4 нижних частот осуществляет фильтрацию этого напряжения, которое используется для питания компаратора 5, формирователя 6, модулятора 10, компаратора 9, коммутатора 11, а также источника 8 опорного напряжения. Открытое состояние ключа 3 поддерживается поступающим на его управляющий вход через ограничитель 12 тока напряжением с выхода амплитудного детектора 2,.

После достижения напряжения на элементе 13 памяти своего номинального значения устройство начинает работать. При этом сигнал с датчика 14 поступает на модулятор 10, который преобразует его в модулированный сиг15

20

jnapaTop. 17, демодулятор 18, регистра- на;л (например с 4 М или ВИМ) , кото- тор 19, ФНЧ 20, генера,тор 21, ключ 22 РЫй поступает на управляющий вход

ключа 3. В со.ответствии с этим сигналом ключ 3 то открывается, то за- крьшается. Это приводит к периодичесрегулируемый усилитель 23, счетчик 24 дешифратор 25, формирователи 26 и 27 импульсов, ключ 28, ФНЧ 29.

Устройство работает следующим образом,

В исходном положении счетчик 24 обнулен. После включения устройства генератор 21 начинает генерировать лмпульсы с частотой f , которые через открытый ключ 22 поступают на регулируемый усилитель 23, усиливаются им и поступают на вторую обмотку трансформатора 1 (фиг.2О.). Одновременно с этим импульсы с выхода генератора 21 поступают на вход счетчика 24, имеющего коэффициент счета т, выходы которого соединены с дешифратором 25. Последний выделяет каждое т-е состояние счетчика 24 (после поступления на .его вход импульсов), при этом на. выходе дешифратора 25 формируется импульс (фиг.25), которым запускается формирователь 26, формирующий импуЛьс длительностью Т1 (фиг.26 ). Этим импульсом на время Т1 закрывается ключ 22, а счетчик 24 устанавливается в исходное нулевое состояние.

Таким образом, на вторую обмотку трансформатора 1 поступает напряжение в виде пачек импульсов из m импульсов с паузой Т1 (фиг.2а-).

to

5

576872

Ток, протекающий по второй обмотке трансформатора 1, возбуждает в первой обмотке трансформатора 1 напряжение с частотой f ,которое выпрямляется амплитудным детектором 2, и через открытый ключ 3 поступает на элемент 13 памяти, представляющий собой конденсатор. Фильтр 4 нижних частот осуществляет фильтрацию этого напряжения, которое используется для питания компаратора 5, формирователя 6, модулятора 10, компаратора 9, коммутатора 11, а также источника 8 опорного напряжения. Открытое состояние ключа 3 поддерживается поступающим на его управляющий вход через ограничитель 12 тока напряжением с выхода амплитудного детектора 2,.

После достижения напряжения на элементе 13 памяти своего номинального значения устройство начинает работать. При этом сигнал с датчика 14 поступает на модулятор 10, который преобразует его в модулированный сиг15

20

на;л (например с 4 М или ВИМ) , кото- РЫй поступает на управляющий вход

ключа 3. В со.ответствии с этим сигналом ключ 3 то открывается, то за- крьшается. Это приводит к периодическому шунтированию первой обмотки трансформатора 1 (через амплитудный де- тектор 2), а следовательно, к изменению тока, протекающего через вторую обмотку трансформатора 1, а также к

изменению по тому же закону напряжения на выходе датчика 15 тока. Таким образом, импульсы напряжения на выходе датчика 15 оказываются промоду- лированными по амплитуде по закону

изменения сигнала на выходе модулятора 10. Огибающая этого сигнала выделяется амплитудным детектором 16. Фильтром 20 нижних частот выделяется среднее значение этого напряжения,

и оба этих сигнала поступают на входы компаратора 17, на выходе которого формируется сигнал, аналогичньй сигналу на выходе модулятора 10, который через демодулятор .18 поступает

на регистратор 19.

Стабилизация питающего напряжения осуществляется следующим образом.

В паузе между пачками импульсов, поступающих на трансформатор 1, нап- ряжение на.выходе амплитудного детектора 2 уменьшается до нуля (фиг. 2. ), срабатывает компаратор 5, и по его выходному сигналу формирователь 6

I

формирует импульс длительностью Т2 (фиг. 2 О ), который поступает на третий вход комьтутатора 11, он переключается на время Т2 к выходу компаратора 9, который сравнивает поступающее на его второй вход напряжение с выхода источника 8 опорного напряжения с выходным напряжением делителя 7 напряжения. Если напряжение на выходе делителя 7 напряжения меньше напряжения на выходе источника 8 опорного напряжения, то на выходе компаратора 9 напряжение равно 1, в противном случае - О. В первом случае первая обмотка трансформатора 1 шунтируется через открытый ключ 3, а во втором случае не шунтируется, так как ключ 3 закрывается. Одновременно с этим формирователь 27 форми- . рует импульс длительностью ТЗ (0,5...0,8) Т2, передний фронт которого совпадает с передним фронтом импульса, вьфаОатываемого формирователем 6 (фиг.2е ). Этим импульсом открывается ключ 28, и сигнал с выхода компаратора 17 через ФНЧ 29 поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 23. Так, при ,нулевом управляющем напряжении (сразу после включения) регулируемый уси литель 23 имеет максимальный коэффициент усиления, и на трансформатор 1 поступают импульсы максимальной амплитуды. После тог.о, как напряжение на выходе фильтра 4 превысит свой номинальный уровень, сработает компаратор 9, на его выходе появится сигнал О, которьм передается в течение интервала времени Т1. В течени этого времени сигнал 1 появляется также на выходе компаратора 17, который через ключ 28 поступает на ФНЧ 29 постоянная времени которого выбирается много больше периода передачи информации о состоянии компаратора 9,

т равного --. Напряжение на выходе

IQ

ФИЧ 29 начинает увеличиваться, что приводит к уменьшению коэффициента I усиления регулируемого усилителя 23, чем и достигается стабилизация питающего напряжения,

В качестве трансформатора 1 могут быть использованы две обмотки, причем первая обмотка располагается на торце вала соосно с ним, вторая - в непосредственной близости с первой обмоткой соосно с ней на неподвижной

,

12576874

станине. В качестве формирователей 6, 26 и 27 импульсов могут быть использованы одновибраторы. В качестве модулятора может быть выбран например, преобразователь напряжение-частота.

10

«5

20

25

о

5

0

Формула изобретен и я

Устройство для передачи и приема информации с вращающихся объектов, содержащее на вращающемся объекте датчик, выход которого подключен к первому входу модулятора, воздушный трансформатор, первая обмотка которого расположена на вращающемся объекте, а вторая - на неподвижном объекте, первьй фильтр низких частот, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй фильтр низких частот, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него на вращающемся объекте введены амплитудный детектор, первый и второй компараторы, коммутатор, источник опорного напряжения, формирователь импульсов, огран ичитель тока, делитель напряжения, ключ, фильтр низких частот, элемент памяти, выход которого через фильтр низких частот соединен с первыми входами первого и второго компараторов, коммутатора, формирователя импульсов, делителя напряжения и источника опорного напряжения, с вторым входом модулятора, выход которого подключен к второму входу коммутатора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого подключен к входу элемента памяти, первый и второй выводы первой обмотки воздушного трансформатора соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к сигнальному входу ключа, входу ограничителя тока и второму входу первого компаратора, выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, выход которого подключен к третьему входу коммутатора, выход которого соединен с выходом ограничителя тока, выходы источника опорного напряжения и делителя напряжения подключены соответственно к BTOpo fy и тpeтьe ry входам второго компаратора, выход которого соединен с четиертым входом коммутатора, на неподвижном объекте введе$ -

ны генератор, счетчик, дешифратор, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй ключи, амплитудный детектор, демодулятор, регулируемый усилитель, датчик тока, регистратор, выход генератора соединен с сигнальным входом первого ключа и первым входом счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, выход которого через первый формирователь импульсов соединен с входом второго формирователя импульсов и со вторыми входами счетчика и первого ключа, выход которого подключен к сигнальному входу регулируемого усилителя; выход которого соединен с первым выводом второй об576874

мотки воздушного трансформатора, второй вывод которой подключен к первому входу датчика тока, со вторым входом которого соединена шина нулевого потенциала, выход датчика тока через амплитудный детектор подключен к входу первого фильтра низких частот и второму входу компаратора, выход которого соединен с сигнальным входом

0 второго ключа и входом демодулятора, выход которого подключен к входу регистратора, выход второго формирователя импульсов соединен с управляющим входом второго ключа, вьпсод ко15 торого через второй фильтр низких частот к управлякяцему входу регулируемого усилителя.

Изобретение относится к области телеизмерений и может быть использовано для передачи и приема телеметрической информации с якорей высокоскоростных двигателей и винтов летательных аппаратов. Цель изобретения расширение области применения устройства. С неподвижного объекта на вторую обмотку трансформатора поступает напряжение в виде пачек импульсов с паузой Т между ними. Возбуждаемый при этом в первой обмотке ток выпрямляется и используется для питания элементов на вращающемся объекте. Сигнал с датчика, установленного на вращающемся объекте, модулирует сопротивление нагрузки, подключенной параллельно первой обмотке трансформатора. Это вызывает модуляцию напряжения на датчике тока, подключенном последовательно с второй обмоткой трансформатора. После детектирования из этого модулированного напряжения получается полезный сигнал. 2 ил. (Л С

Редактор Е.Кодча

Составитель М.Артамонов

Техред В.Кадар

Заказ 5586 . Тираж 515Подписное

. ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Е.Сирохман