Датчик угловой скорости Советский патент 1991 года по МПК G01P3/44 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловой скорости вращающихся валов механизмов и машин в электромеханических системах автоматического регулирования.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности и надежности датчика.

На чертеже приведена структурная схема угловой скорости датчика.

Датчик угловой скорости содержит си- нусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, амплитудные демодуляторы 2, пиковый детектор 3, интегратор 4, источник 5 опорного сигнала, блок деления 6, в состав которого входят сумматор 7, вычитатель 8 и перемножитель 9. Вход амплитудного демодулятора 2 подключен к одной из обмоток СКВТ 1, а выход к входу интегратора 4. Пиковый детектор 3 включен между выходом интегратора 4 и первым входом перемножителя 9. второй вход которого объединен с вторым входом сумматора 7 и подключен к выходу вычита- теля 8. являющемуся выходом датчика. Первый вход сумматора 7 соединен с выходом источника опорного напряжения 5, а выход - с суммирующим входом блока 7, вычитающий вход которого соединен с выходом перемножителя 9.

Датчик угловой скорости работает следующим образом.

Ротор СКВТ 1 вращается с угловой скоростью а), подлежащей измерению. В косинусной обмотке СКВТ наводится сигнал на частоте питания СКВТ 1. Амплитуда этого сигнала пропорциональна косинусу угла а поворота ротора СКВТ 1. Этот сигнал поступает на вход амплитудного демодулятора 2. Учитывая, что угол а связан с частотой ш равенством

а-ом,

где t - текущее время, сигнал U2(t) на выходе амплитудного демодулятора 2 может быть записан в виде

U2(t)U20COS Urt,

где U20 - постоянный уровень, определяемый суммарным коэффициентом передачи СКВТ 1 амплитудного демодулятора 2,

Сигнал (t) поступает на вход интегратора 4. На выходе последнего формируется сигнал U4(t), определяемый уравнением

U4(t) j U2(t)dt sin ал,

ош

где К4 - коэффициент передачи интегратора 4.

Сигнал (t) поступает на вход пикового детектора 3, на выходе которого формируется сигнал, уровень 11з которого пропорционален амплитуде сигнала LM(t)

K3K4ll20 9(1)

U3

ш

где Кз - коэффициент передачи пикового детектора 3.

Сигнал с выхода пикового детектора 3 поступает на первый вход перемножителя 9, на второй вход которого поступает .сигнал

уровня Us с выхода блока 8. На выходе перемножителя 9 формируется сигнал Ug, уровень которого пропорционален произведению уровней сигналов на его входах U9 KgU3U7,(2)

где Kg - коэффициент передачи перемножителя 9.

Сигнал с выхода перемножителя поступает на вычитающий вход блока 8.

Источник 5 вырабатывает сигнал постоянного уровня Uso, который поступает на первый вход сумматора 7. На второй вход сумматора 7 поступает сигнал уровня Ue с выхода блока 8. На выходе сумматора 7 формируется сигнал, уровень U которого равен

сумме уровней сигналов на его входах

U7 U50+U8.(3)

Сигнал уровня U поступает на суммирующий вход блока 8. На выходе блока 8 формируется сигнал, уровень Ue которого равен разности уровней сигналов на его входах

- Ug.

С учетом уравнений (3) и (2) можно записать

U8 U5o+U8 - KgUaUa

или

мп- U50 Ue Kg U3

С учетом уравнения (1) полученное урав- нение примет вид

Ufi

U8 KgK3K4U20

Таким образом, уровень сигнала на выходе блока 8, а следовательно, и на выходе датчика пропорционален угловой скорости ш.

Ф о р м у л а и з о б р ете н и я

1. Датчик угловой скорости, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, подключенный к одной из его выходных обмоток амплитудный демодулятор, интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и

упрощения, дополнительно содержит пиковый детектор, блок деления, выход которого является выходом датчика угловой скорости, и источник опорного напряжения, подключенный к первому входу блока деления,

второй вход которого подсоединен к выходуго является выходом блока деления и соеди- пикового детектора, подключенного черезнен с вторыми входами сумматора и переинтегратор к выходу амплитудного демоду-множителя, первый и второй входы лятора.вычитателя подсоединены соответственно к

5выходу сумматора и перемножителя, а пер2. Датчик по п. 1, отличающийсявые входы сумматора и перемножителя явтем, что блок деления содержит сумматор,ляются соответственно первым и вторым

перемножитель и вычитатель, выход которо-в.-.одами блока деления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловой скорости вала в системах автоматического регулирования. Целью изобретения является упрощение и повышение точности датчика угловой скорости. Датчик угловой скорости содержит синусно- косинусный вращающийся трансформатор Ш (СКВ) 1. Амплитуда сигнала на одной из его выходных обмоток пропорциональна косинусу угла поворота ротора СКВТ. Этот сигнал после демодуляции с помощью амплитудного демодулятора 2 поступает на вход пикового детектора 3, подвергаясь предварительно интегрированию с помощью интегратора 4. На выходе пикового детектора 3 имеется сигнал, уровень которого обратно пропорционален скорости вращения. Сигнал от источника 5 опорного напряжения , поступающий на вход блока 6 деления, делят на величину выходного сигнала пикового детектора 3, добиваясь тем самым получения на выходе датчика сигнала, линейно зависящего от скорости вращения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё