Устройство для испытания гироприборов Советский патент 1979 года по МПК G01C25/00 

Ника 4 питания испытываемого прибора. Синусный выход вращающегося трансформатора 2 соединен с управляющими входами первого и третьего каналов регистрации 5 и 6, а косинусный выход вращающегося трансформатора 3 - с управляющим входом второго канала регистрации 7. Сигнальные входы первого и второго каналов регистрации 5 и 7 подключены к одному входному зажиму, а сигнальный вход третьего канала регистрации 6 - ко второму входному зажиму. Каждый канал регистрации состоит из фазочувствительного усилителя 8, фильтра 9 низкой частоты, разделительного элемента 10 по постоянному току, инвертора 11, сумматора 12 и регистрирующего прибора 13, соединенных последовательно, причем второй вход сумматора 12 подключен к выходу фильтра 9 низкой частоты. К входным зажимам подключены выходы испытуемого прибора 14 соответственно по первой и второй координатам.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. На стенд продольных ускорений устанавливается испытуемый прибор и подключается к источнику 4 питания, выходные зажимы прибора по обеим координатам присоединяются к соответствующим входным зажимам устройства. При включении приборов по схеме, указанной на чертеже, на выходе фазочувствительных усилителей 8, включенных в канал измерения, получим сигналы, постоянные составляющие которых пропорциональны соответственно синхронным и квадратурным составляющим входного сигнала по двум координатам. Действительно, если перемещение S испытуемого прибора описывается уравнением вида:

S : S, sin W/,

то выходной сигнал прибора по одному из каналов f/i может быть записан в виде:

Ui S,(w( - cf),

где ki - коэффициент передачи списывающего устройства по возмущению по первой координате; Ф - угол сдвига по фазе выходного сигнала относительно возмущения;

g-частота питания списывающего -устройства.

Сигнал на выходе вращающегося трансформатора 2 может быть представлен в виде:

f/a sin wi sin A

где AS - коэффициент передачи вращающегося трансформатора 2. Сигнал Us на в.ыходе фазочувствительного усилителя 8 может быть представлен как произведение входного сигнала и управляющего, следовательно:

и, и,-и,-- sin (ш - ср) X X sin u) sinW - 52(o Ajfej cos 9-

5oco ft.fe, cos (2шг - ср) -(i

4

- - . cos 2E cos cp - cos (2((p).

Из выражения (1) следует, что постоянная составляющая на выходе фазочувствительного усилителя 8 пропорциональна амплитуде синфазной составляющей выходного сигнала прибора по первой координате.

Аналогично рассуждая, получим выражение для определения величины сигнала U на выходе фазочувствительного усилителя канала 7.

и S(okji sin ( - ср) COS ш/sinl - 4- 52c.,,fe, sin ср + Sl..k,k,X

X sin (2o) + cp) - Syk.k, X

X sin(2W- «) ,

где Й4 - коэффициент передачи вращающегося трансформатора 3.

Таким образом, постоянная составляющая на выходе фазочувствительного усилителя канала измерения 7 пропорциональна квадратурой составляющей выходного сигнала по первой координате.

Из схемы устройства и вышеприведенных выкладок следует, что постоянная составляющая на выходе фазочувствительного усилителя канала измерения 6 будет пропорциональна синфазной составляющей выходного сигнала по второй координате.

Рассмотрим далее работу одного из каналов регистрации. С выхода фазочувствительного усилителя 8 сигнал поступает на

вход фильтра 9 низкой частоты, отсеивающего составляющие сигнала на частоте питания вращающегося трансформатора и списывающего устройства прибора. Следовательно, на выходе фильтра низких частот

имеем сигнал, являющийся суммой первых двух слагаемых выражения (1). Далее канал обработки информации разветвляется. При прохождении сигнала через корректирующую цепочку, составленную из блоков

10 и 11, из него с помощью разделительного элемента 10 выделяется переменная составляющая, а инвертор 11 сдвигает ее по фазе на 180°. Таким образом, на один вход сумматора 12 поступает сумма постоянной

и переменной составляющих, а на другой- инвертированная переменная составляющая, и, следовательно, на выходе сумматора 12 получим искомую постоянную составляющую, пропорциональную синфазной составляющей выходного сигнала прибора, которая фиксируется регистрирующим прибором 13. Аналогично работают и два других канала. Следует подчеркнуть, что обработка сигналов в фазочувствительиых усилителях - электронных устройствах, наиболее критичных к инфранизким частотам, ведется на высокой частоте питания гироприбора и вращающихся трансформаторов, а не на частоте возмущения, что позволяет использовать предлагаемое устройство для испытаний на инфранизких частотах. Знание величин синфазной и квадратурной составляющих выходного сигнала прибора позволяет определить величины приведенного коэффициента демпфирования и коэффициента передачи списывающего устройства прибора по возмущению - ускоренному движению основания. Действительно, при воздействии на прибор ускорения, изменяющегося по закону a aosin(j, огибающая выходного сигнала прибора, снимаемого с датчика угла, содержит составляющие, величины которых определяются значениями приведенных коэффициентов демпфирования и передачи списывающего устройства по возмущению. После окончания переходного процесса закон изменения огибающей выходного напряжения, снимаемого со списывающего устройства, например, по координате а испытуемого прибора можно записать в следующем виде: (l-V sinW(1-6,ю )2 + - () COS , где «о - амплитуда колебаний ускорения; 1 - коэффициент передачи списывающего устройства по возмущению, по координате а; bi - приведенный коэффициент демпфирования;ш - частота колебаний; причем и, bi - искомые неизвестные. Выражение (2) показывает, что знание величин синфазной и квадратурной составляющей выходного сигнала испытуемого прибора, которые могут быть получены при использовании предлагаемого устройства, позволяет рассчитать коэффициент передачи списывающего, устройства по возмущению и приведенный коэффициент демпфирования при испытаниях гироприбора на инфранизких частотах возмущения. Для определения тех же самых параметров по координате р испытуемого прибора достаточно знать лишь синфазную составляющую огибающей выходного сигнала по этой координате. Это объясняется тем, что приведенные коэффициенты демпфирования по координатам аир одинаковы. Величину требуемой синфазной составляющей по координате р получаем на выходе канала регистрации 6. Формула изобретения 1. Устройство для испытания гироприборов, содержащее стенд продольных ускорений, источник питания прибора, два входных зажима и три канала регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытания на инфранизких частотах, оно снабжено двумя вращающимися трансформаторами, роторы которых механически связаны со стендом продольных ускорений, выходы вращающихся трансформаторов соединены с управляющими входами каналов регистрации, а входы - с источником питания прибора, сигнальные входы первого и второго каналов регистрации подключены к одному входному зажиму, сигнальный вход третьего канала регистрации связан со вторым входным зажимом, причем управляющие входы первого и третьего каналов регистрации присоединены к выходу одного вращающегося трансформатора, а управляющий вход второго канала регистрации - к выходу второго вращающегося трансформатора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый канал регистрации состоит из фазочувствительного усилителя, фильтра низкой частоты, разделительного элемента, инвертора, сумматора и регистрирующего прибора, соединенных последовательно, причем второй вход сумматора подключен к выходу фильтра низкой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 202531, кл. G 01С 19/06, 1973.

Ij

Тi