Передающее устройство многоканальной телеметрической системы для вращающихся механизмов Советский патент 1977 года по МПК G08C19/12 

передача сигналов ведется в аналоговой (непрерывной) форме, что исключает возможность обработки информации, после приема с помощью ЭЦВМ. Наиболее близким к изобретению ио технической сущности является передающее устройство многоканальной телеметрической системы, содержащее в каждом канале датчик, выходы которого подключены к первому и второму входам преобразователя, выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу хроннзатора, соответствующие выходы которого соедипепы со входами источников импульсного питания датчиков, со входами преобразователя амплитуды в длительность, со входом распределителя, выходы распределителя соединены с третьими входами преобразователей, выходы которых подключены ко входу импульсного усилителя, и выходной блок, соединеиный с каналом связи 2. Целью изобретения является повышение точности, помехоустойчивости и надежности устройства, расширение возможностей обработки информации, снижение влияния внешних и внутренних помех аддитивного характера. В предлагаемом устройстве это достигаетея тем, что в него введены формирователь тактовых импульсов, формирователь кадровых импульсов, формирователь рабочих импульсов, элемент ИсЛИ и фильтр высоких частот, вход которого подключен к выходу импульсного усилителя, выход соединен с управляющим входом преобразователя амплитуды в длительность, выходы первого и второго источников импульсного иитапия датчиков подключены соответственно к четвертому и пятому входам преобразователей, соответствующие выходы хронизатора соединены с первым и вторым входами формирователя тактовых импульсов и формирователя кадровых импульсов, третий вход которого подключен к последней ячейке распределителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом формирователя рабочих импульсов, второй вход которого подключен к выходу преобразователя амплитуды в длительность, выходы формирователя тактовых импульсов, формирователя кадровых импульсов и формирователя рабочих импульсов соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу выходного блока. Кроме того, в устройстве канал связи выполнен в виде пары индзкТивпо связанных катушек, одна из которых установлена на вращающемся механизме и входами соединена с выходным блоком, а другая катушка укреплена неподвижно. На чертеже приведена фупкциональная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из генератора тактовых импульсов (ГТИ) 1, хронизатора 2, источников импульсного питания датчиков 3 и 4, коммутатора 5, образованного из распределителя 6 и канальных преобразователей (тензопреобразователи) 7, датчиков 8, импульсного усилителя 9, фильтра высоких частот 10, преобразователя амплитуды в длительность И, формирователя рабочих импульсов 12, формирователя кадровых импульсов 13, формирователя тактовых импульсов 14, элемента ИЛИ 15, выходного блока (усилителя) 16 и канала связи в виде катушек 17 и 18. ГТИ 1 вырабатывает периодическую последовательность прямоугольных импульсов, поступающих на вход хропизатора 2. Хронизатор 2 вырабатывает сигналы, обеспечивающие жесткую последовательность работы отдельных узлов передаюпхей аппаратуры во времени. Источники импульсного питания датчиков 3 и 4 имеют противоположные полярности и включаются на время, задаваемое соответствующими выходными сигналами хронизатора. Указанные источники поочередно подключаются к датчикам 8 каждого канала через соответствующие тензопреобразователи 7, поочередно включаемые от распределителя 6 коммутатора 5, на выходе которого формируется многоканальный биполярпо-дискретизированный импульсный сигнал. Полный размах «пOv oжптeльпыx и «отрицательных импульсов канала пропорционален изменению величин сопротивлений датчиков 8. Известно, что в спектре биполярно-дискретизированного сигнала отсутствуют постоянная составляющая и низкочастотные составляющие. Это позволяет повысить помехозащищенность по отношению к внешним и внутренним низкочастотным помехам за ечет фильтра 10, включенного на выходе импульс,ного усилителя 9 и обеспечивающего пода ;ление указанных низкочастотных помех без искажений полезного биполярно-дискретизированного сигнала. Низкочастотные внешние помехи возникают за счет наводок на входных цепях коммутатора и соединительных линиях. Внешние помехи особенно опасны при значительной протяженности соединительных линий, что имеет место при рассредоточении датчиков. Внутренние низкочастотные помехи возникают из-за дрейфов «нуля импульсного усилителя 9 и преобразователей 7, а также за счет взаимного влияния каналов, возникающего в ими льсном усилителе 9 из-за ограниченности его полосы пропускания. Введение фильтра 10 обеспечивает значительное подавление перечисленных иомех и повышение точности преобразования в предлагаемом передающем устройстве при наличии помех. Снимаемые с выхода фильтра 10 импульы биполярно-дискретизированных сигналов размахом амплитуды преобразуются в лительность импульсов с помощью преобраователя 11. Далее в формирователе 12 обазуется сигнал с фазово-имп)льсной модуяцией (ФИМ), относящейся к время-имульсной модуляции (ВИМ). При этом пеедний фронт ФИМ (ВИМ) формируется в омент окончания импульса, модулированного по длительности. Задний фронт импульса с ВИМ совпадает с определенным тактом сигналов ГТИ 1, после окончания импульса, модулированного по длительности. Таким образом, в формирователе 12 образуется импульс, модулированный по фазе, при этом его передпий фронт обеспечивает сохранение непрерывности передаваемых сигналов, а задний имеет дискретные значения. Такая передача, когда обеспечивается не только непрерывное, но и дискретное представление сигналов, расширяет возможности обработки информации, после приема. В формирователе 12 из одиночных рабочих импульсов ВИМ образуется кодовая группа (импульсно-временной код), что повышает помехозащищенность сигналов в канале связи. В формирователе 13 образуется импульсно-времениой код импульсов кадровой синхронизации, а в формирователе 14-капальной (тактовой) синхронизации. Полученные импульсы объединяются элементом ИЛИ 15 и подаются на вход выходного усилителя 16, нагруженного на катушку 17, индуктивно связанную с катушкой 18. Выполнение канала связи в виде пары индуктивно связанных катушек исключает радиопередающие и радиоприемные устройства. Это упрощает передающее устройство и одновременно делает передачу более надежной и устойчивой, так как свойственные радиоканалу отражения сигналов от металлических деталей и изменение характера распространения радиоволн в условиях изменения взаимного положения передающей и приемной антенн в предлагаемом устройстве исключаются. Все узлы и элементы иередающего устройства, кроме катушки 19, устанавливаются па вращающемся или перемещающемся механизме, а катушка 18 устанавливается неподвижно. В результате этого с выхода катушки 18 снимаются сигналы, отображающие происходящие на вращающемся узле процессы. В качестве нормализованных сигналов датчиков в устройстве использованы сигналы с биполярной дискретизацией. Многоканальный сигнал на выходе коммутатора также является биполярно дискретизированным. С целью ослабления внешних и внутренних помех аддитивного характера в тракт передачи многоканального сигнала с биполярной дискретизацией введен фильтр высоких частот (ФВЧ). Известно, что спектр биполярно-дискретизированного сигнала не содержит низкочастотных составляющих, включая постоянную составляющую. Это позволяет эффективно подавлять низкочастотные аддитивные помехи с помощью ФВЧ. К указанным помехам относятся широко распространенные наводки, дрейфы, взаимное влияние каналов и т. п. В предлагаемом устройстве применен индукционный канал связи, образуемый нарой индуктивно связанных соосных катушек, одна из которых устанавливается на вращающейся (подвижной) детали, а другая - на неподвижной части механизма. При этом отпадает необходимость применения радиопередающего устройства с антеннофидерной системой, что конструктивно упрощает канал связи. В нем существенно повыщаются надежность и устойчивость передачи информации ио индукционному каналу, что достигается путем импульсной передачи сигналов в канале связи, при которой, в отличие от иередачи радиосигиалов, практически исключается эффект отражения радиоволн, а также обеспечивается не только непрерывное, но одновременно и дескретное представление передаваемой информации, что расширяет возможности обработки информации, после приема, как в аналоговой, так и в цифровой формах. Устройство может быть исиользовано при летных и стендовых испытаниях воздушных авиационных винтов и других вращающихся или неподвижных механизмов, при этом обеспечивается надежная передача многоканальной информации и сохраняются высокие метрологические характеристики. Многоканальность устройства, его высокая помехозащищенность и надежность передачи обеспечивают снижение количества летных и стендовых испытаний и тем самым приводят к улучшению технико-экономической эффективности проводимых испытаний, в частности авиационной техники. Формула изобретения 1. Передающее устройство многоканальной телеметрической системы для вращающихся механизмов, содержащее в каждом канале датчик, выходы которого подключены к первому и второму входам преобразователя, выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу хронизатора, соответствующие выходы которого соединены со входами источников импульсного питания датчиков, со входами преобразователя амплитуды в длительность, со входом распределителя, выходы распределителя соединены с третьими входами иреобразователей, выходы которых подключены ко входу имиульсного усилителя, и выходиой блок, соединенный с каналом связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, помехоустойчивости и надежности устройства, в него введены формирователь тактовых импульсов, формирователь кадровых импульсов, формирователь рабочих импульсов, элемент ИЛИ и фильтр высоких частот, вход которого подключен к выходу импульсного усилителя, выход соединен с управляющим входом преобразователя амплитуды в длительность, выходы первого и второго источников импульсного питания датчиков иодключены соответственно к четвертому и иятому входам преобразователей, соответствующие выходы хронизатора соединены с первым и вторым входами формирователя тактовых импульсов и формирователя кадровых импульсов, третий вход которого

подключен к последней ячейке распределителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом формирователя рабочих импз льсов, второй вход которого подключен к выходу преобразователя амплитуды в длительность, выходы формирователя тактовых импульсов, формирователя кадровых -импульсов и формирователя рабочих импульсов со,единены со входами элемента ИЛИ, выход кй.торого подключен ко входу выходного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что капал связи выполнен в виде пары индуктивно связанных катушек, одна из которых установлена на вращающемся механизме и входами соединена с выходным блоком, а другая катушка укреплена неподвижно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Петухов В. И., Груздев С. В. и др. Пятикапальная радиотелеметрическая тензостанция. М., ГОСНМНТИ, 1967 (передовой научно-технический и производственный опыт № 18-67-122/11).

2.Мановцев А. П. Введение в цифровую радиотелеметрию. М., 1967, с. 70.

П 8

HJ