Измеритель угла Советский патент 1990 года по МПК G01B7/30 

СП

ел

Изобретение относится к технике автоматического управления движением судна и может быть использовано для измерения угла перекладки руля. С целью повышение точности за счет увеличения линейности функции преобразования в измеритель, содержащий сельсин 1, делители 2-4 напряжения, фазочувствительные выпрямители 5-7, ограничители 8-10, инверторы 13, 14 и сумматор 15, введены диоды 11, 12, а ограничители 8-10 настроены так, что обеспечивается перенос уменьшенной вдвое зоны нелинейности в нерабочую область измерителя. 2 ил.

4

П 12

fos.t

75

ISD

Јь

Ю

Изобретение относится к технике автоматического управления движение судна и может быть использовано для измерения угла перекладки руля.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет увеличения линейности функции преобразования.ч

На фиг,1 представлен блок-схем измерителя; на фиг.2 - графики дей ствующих в измерителе напряжений. Измеритель содержит сельсин 1, делители 2-4 напряжения, фазочувст- вительные выпрямители 5-7, односторонние ограничители 8 и 9, двусторонний ограничитель 10, диоды 11 и 12, инверторы 13 и 14 и сумматор 15.

В исходном состоянии сельсин 1, ротор которого связан с рулем, на- ходится в нулевом положении. Напряжения с его выходов поступают к делителям 2-4, где уменьшаются до ве- Личины, безопасной для последующих элементов схемы. После делителей 2-4 сигналы поступают на фазочувст- вительные выпрямители 5-7, на выходе которых напряжения соответствуют нулевому положению руля (фиг.2а). С выхода фазочувствительных выпрямителей 5-7 напряжения поступают к односторонним 8 и 9 и двустороннему 10 ограничителям. На Фиг.26 видно, что напряжения на выходе ограничителей 8 и 9 при этом подвергаются ограничению, а напряжение на выходе ограничителя )0, как и на его входе, равно нулю. Диоды J1 и 12 при этом смет,ены в обратном направлении и заперты. Напряжения с выхода ограничителей 8-10 поступают на входы сумматора 15, причем напряжения после односторонних ограничителей 8 и 9 инвертируются в инверторах 13 и 14. Это необходимо для того, чтобы правый и левый повороты сельсина 1 однозначно определялись ростом или падением напряжения на выходе устройства в целом. При нулевом положении сельсина 1 сумма всех напряжений, поступающих на вход сумматора 15, как это видно из фиг.26, равна нулю, поэтому напряжение на выходе сумматора 15 также равно нулю.

Примем, что напряжение на выходе 1-го блока обозначается Uj . Для сумматора 15 справедливо соотношение IL,- U

IS ю + U« + U1 При нУлевом положении сельсина 1

U

-U

14

10

О, U (у О. отклонении

сельсина вправо в пределах 0 - и„„ -и14. const, U, U

30

1) 1 14 u IS Uf0 f 1ФИ.

чем U (0 К sin«, где К - постоянный коэффициент; tf - угол отклонения вала сельсина.

При отклонении сельсина 1 в преде

5

0

5

0

5

0

5

5

лах 30-90° U

15

U

ю

+ Uf3 + Uf4t

где U ц а const, причем sin(ct 30°).

При отклонении сельсина за пределы 90° напряжение U14 выходит из насыщения и нарушает работу измерителя (линия Г на фиг,26).

Чтобы исключить это явление, всхему введен диод 11 (диод 12 для левог - го поворота сельсина). С его помощью на вход ограничителя 9 задается постоянное положительное смещение с выхода ограничителя 10, препятствующее выходу ограничителя 9 из насыщения. При левом повороте сельсина диод 11 оказывается включенным встречно и не влияет на работу измерителя. Таким образом, при отклонении сельсина вправо в пределах 90-120° работа измерителя угла перекладки руля аналогична работе при отклонениях сельсина 1 на 30-90°. При левом отклонении сельсина 1 работа измерителя угла также соответствует приведенному описанию.

Формула изобретения,

Измеритель угла, содержащий сумматор, три делителя напряжения, три фазочувствительных выпрямителя, два односторонних ограничителя, двусторонний ограничитель, два инвертора и сельсин, первый выход которого через последовательно соединенные первые делитель напряжения, фаэочувствитель- ный выпрямитель, односторонний ограничитель и инвертор подключен к первому входу сумматора, второй выход сельсина через последовательно соединенные вторые делитель напряжения, фазочувствительный выпрямитель, односторонний ограничитель и инвертор подключен к второму входу сумматора, третий выход сельсина через последовательно соединенные третий дели-. тель напряжения, третий фазочувствительный выпрямитель и двусторонний ограничитель подключен к третьему входу сумматора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности,,в него введены два диода, первый и второй односторонние ограничители выполнены с уровнями ограничения , соответствующими сигналам первого и второго выходов сельсина при повороте его вала соответственно на + 30° и -ЗС, двусторонний ограничитель выполнен с уровнями ограничения, соответствующими выходным сигналам сельсина при повороте его

Л

/

I Я- I

fSfr- 90 .-60 -30/0 30

--./---vi.--/so -so -60 -ы.

вала на 30 и -30е, выход первого фазочувствительного выпрямителя подключен к катоду первого диода, анод которого подключен к выходу двустороннего ограничителя и катоду вторр- го диода, анод которого подключен к выходу второго фазочувствнтельного выпрямителя.

О 20 60 90 Г2О /1/54 в О руля