УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ BtTPA С БОРТА ДВИЖУЩЕГОСЯ КОРАБЛЯ Советский патент 1971 года по МПК G01P5/02 

В известных устройствах для измерения и регистрации средней скорости и направления ветра с движущегося объекта, построенных на вращающихся трансформаторах, наличие значительных погрещностей при маневрировании и циркуляции корабля не обеспечивает заданной точности измерения параметров истинного ветра и надежности.

Для увеличения надежности работы и упрощения схемы предлагаемое устройство снабжено двумя линейными вращающимися тра.нсформаторами (ЛВТ), двумя синусно-косинусньши вращающимися трансформаторами (СКВТ) и суммирующим устройством, установленными таким образом, что ротор одного ЛВТ связан с выходом устройства преобразования скорости наблюдаемого ветра, а выходная обмотка его лодключена к статорной обмотке одного СКВТ, ротор которого связан с суммирующим устройством, складывающим величины наиравления наблюдаемого ветра и курса корабля; ротор второго ЛВТ связаа с выходом устройства измерения скорости корабля, а выходная обмотка его подключена к статорной обмотке BTOiporo СКВТ, ротор которого развернут на угол, равный курсу корабля, ори этом выходная синусная и «осинусная обмотки одного СКВТ включены последовательно и в проти-вофазе с аналогичными обмотками второго СКВТ.

Для увеличения точности измерения составляющих скорости истинного ветра при разбросе параметров элементов устройства в цепи разложения скорости корабля по составляющим между ЛВТ и СКВТ включены масштабный вращающийся трансформатор (МВТ) и регулируемое сопротивление.

Кроме того, для получения величин скорости и Направления истинного ветра в виде угла поворота устройство снабжено векторным построителем, построенным на вращающихся трансформаторах, на вход которого подаются сигналы, пролорциональные составляющим скорости истинного ветра в земной системе координат.

Схема предлагаемого устройства дана на чертеже.

Устройство содержит датчик 1 ветра, центральный прибор 2 и векторный построитель о, соединенные между собой электрическими связями 4 и 5. Кроме того, имеются сельсиндатчик 6 курса, расположенный в приборе 7 (компас или прибор, транслирующий курс корабля) и ЛВТ 8, расположенный в приборе 9 (лаг или прибор, транслирующий скорость корабля). Воздущяый поток, воздействуя на флюгарку 10, разворачивает ее вдоль потока. Под действием момента, создаваемого флюгаркой, крыльчатка 11с помощью поворотного устройства (на чертеже не показано) устанавливается навстречу потоку .и начинает вращаться со скоростью, пропорциональной скорости наблюдаемого ветра. Совместно -с ней вращается ротор асинхронного тахогенератора 12, ВЬБрабатывающего напряжение, пропорциональное скорости вращения ротора, а следовательно, и скорости наблюдаемого ветра. Это напряжение поступает в блок 13 измерения скорости ветра и сравнивается с выходным Напряжением ЛВТ 14, прошедщим через МВТ 16 и фазирующее устройство 16. Сигнал рассогласования Поступает на усилитель 17, в котором усиливается, а затем подается на двигатель 18, который разворачивает ротор ЛВТ 14 до момента достижения равенства сравниваемых нанрялсений. Угол поворота ротора ЛВТ 14 пропорционален его выходному напряжению, равному напряжению тахогенератора 12, а следовательно, скорости наблюдаемого ветра. Кинематически связанное с ротором щкальное устройство 19 будет показывать величину скорости наблюдаемого ветра. Фазирующее устройство 16 служит для фазировки сравниваемых напряжений. МВТ 15 служит для подгонки хара ктеристики блока 13 измерения скорости ветра в зависимости от характеристики датчика ветра 1 при тарировке. Флюгарка 10 разворачивает ротор сельсина-датчика 20 и с помощью сельсинной следящей системы, работающей в трансформаторном {сельсин-1прием1ник 21, усилитель 22, двигатель 23 и щкальное устройство 24) направление наблюдаемого ветра в виде угла поворота передается в центральный прибор 2. Показания снимаются со щжального устройства 24 и могут быть получены в виде угла поворота в кинематической цепи двигателя 23. В приборе 7 ротор сельсина-датчика 6 разворачивается па угол, равный курсовому углу Л . Этот угол транслируется в центральный прибор 2 с помощью следящей системы на сельсинах, работающих в трансформаторном режиме, состоящей из сельсина 25, двигателя 26, усилителя 27 и шкального устройства 28. Величины направления наблюдаемого ветра и курса корабля складываются суммирующим дифференциалом 29. Ротор СКВТ 30 разворачивается на этот суммарный угол, а напряжение, поступающее на его статорную обмотку с ЛВТ 14, равно и, Ko-w-u, где и - напряжение питания ЛВТ 14, Ко- коэффициент пролорциональности. Выходные напряжения синусной и косинусной обмоток СКВТ 30 .равны Ux,, ,.cos(K + Kw) Ki-Ko-W-U.,co3(), где Ux,, - напряжение косинусной обмотки, в, - напряжение синусной обмотки, Ki - коэффициент пропорциональноЛВТ, расположенный в приборе 9, .подает на вход СКВТ 31 через МВТ 32 и регулируемое сопротивление 33 напряжение, пропорциональное скорости корабля V, а ротор CKiBT 31 поворачивается на величину К. Применив такие же рассуждения, как с СКВТ 30, Получим напряжения, пропорциональные составляющим скорости корабля в земной системе координат (ось X направлена на север). LJx., K3-Vj, .cosK, UY,, КЗ-VY Кг-V-sin К. Так как синусные и косинусные обмотки обоих СКВТ 30 и 31 включены в противофазе, т. е. на вычитание, то получим аых - - Х.. K,,-V Кз(х- Vx) КзУх, -вых - Хз Г у - /(з . Ку Хз(1Гу- VY) КЗ-VY. гдеУХ к UY - составляющие скорости истинного ветра в земной системе координат; Ux и Uy - выходные напряжения. Регулируемое сопротивление 33 и МВТ 32 обеспечивают подгонку фаз и амплитуд выходных напряжений СКВТ 31 с выходными напряжениями СКВТ 30, исключая влияние разброса параметров элементов устройства. Полученные выходные напряжения через выходные цени 34 и 35 обеспечивают трансляцию составляющих скорости ветра и Vy в устройства корабельной автоматики. Эти же напряжения Ux к U у по электрическим ВЫХВЫХ связям 5 поступают на статорные обмотки СКВТ 36 в векторном построителе 3. Компенсируя с помощью усилителя 37 и двигателя 38 напряжение на одной из роторных облюток СКВТ 36, получаем в кинематической цепи двигателя 38 и на щкальном устройстве 39 величину направления истинного ветра К в виде угла поворота. Папряжение с другой роторной обмотки СКВТ 36 пропорционально скорости истинного ветра V. Это напряжение с помощью следящей системы, состоящей из ЛВТ 40, двигателя 41, усилителя 42 и МВТ 43, преобразуется в угол поворота. Фазировка .напряжения, поступающего от СКВТ 36, с. напряжением компенсации производится регулируемым сопротивлением 44, а согласование масштаба щ-кального устройства 45 с помощью МВТ 43. Показания скорости истинного ветра V Снимаются со шкального устройст