Устройство измерения угла поворота оси гироскопа Советский патент 1980 года по МПК G01C19/38 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОСИ ГИРОСКОПА

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и может быть использовано в тех случаях, когда требу ется определить положение оси вращения ротора гироскопа с высокой точностью, например в маркшейдерских гирокомпасах. Известен датчик углового положения оси ротора гироскойа, включакиций автоколлиматор с источником света, кольцевую зеркальную поверхность на торце ротора, выполненную в виде оптического кл на и расположенные в фокусе объектива автоколлиматрра диаметрально-прот1шоположные щелевые диафрагмы, за которы ми помещены фотоприемники 1-. Информация об угловом положении оси гироско па относительно оптической оси автсжол- лиматора содержится во временном сдвиге между последовательностями электрических импульсов, снимаемых с фотоприемников. При работе датчика в линейной зоне угол рассогласования между осью а и оптической осью автоколл№определяется формулой: fo JAL-M Af TT- - угол клина (неортогональности между поверхностью зе| кала и оЬью вроцения ротора,); период вращения гиромотора; t - временной сдвиг между последовательностями импульсов, снимаемых с фотоприем- ников; рмулы видно, что угол отклонегироскопа пропорционален масштаения М, определяемому величи- и величине At Наиболее близким по технической сущности и постигаемому результату к даиному изобретению является устройство для изменения угла повордта оси гироскопа, содержащее автоколлимационный датчик углового положения ротора гироскопа, включающее фотоприемншси, расположенные в фокусе объектива автоколлиматора, клиновидный зеркальный отражатель, расположенный на роторе гироскопа, при этом автоколлимационный дат чик углового положения ротора гироскопа поосоединен к измерителю врек енного. с двига последовательностей;импульсов, включающему триггер, реверсивный сче-гчик и масштабный генератор {. Недостаток такого устройства заключается в Том, что при постоянной частоте масштаб ного генератора устройство измерения угла поворота оси гироскопа имеет пьстоянный масштаб, определяемый часто той масштабного генератора, выбранной S ST так, чтобы М j где То. - период вращения ротора гироскопа в установившемся режиме работьт. Если скорость вращения гироскопа меняется, например иэ-за нестабильности асинхронного rHj5o Мотора, или npif использовании программного режима разгона ротора ги|роскопа С цепью ускоренного приведения гирьком паса в меридиан, то при неизменной час те масштабного генератора устройство и мерения утла поворота оси гироскопа да веверное показание. Целью изобретенияявляетс1а повьш1ение точности измерения угла поворота о гироскопа. ; Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения угла поворо

оси гироскопа, содержащее автоколли.,ашюнный датчик положения гироскопа, включающее фоТОПриемники, расположенные в фокусе объектива автоколлвмвтора, клиновидный зеркальный от ражатель, расположенный на роторе гироскопа, при этом автоколлимационный датчик углового положения ротора гироско-. па подсоединен к измерителю временного сдвига последовательностей импульсов, включающему триггер, реверсивный и масштабный генератор, дополнитель но введены уцравляемый гёнератЪр пилообразного напряжения, причем вхоД уйрабляемого генератора пилообразного напряжения связан с выходом одного из фотоприемников, а выход его через блок выделения постоянной составлякяцёй пилолен случай, когда гироскоп разгоняется, при этом Т| Tji Тд . Эти импульсы поступают на Управляющий вход генЙратора пилообразного напряжения 11, на вььходе которого за каждый оборот гироскопа формируется напряжение, Пропорциональное периоду вращения гироскопа. Пилообразное напряжение с выхода генератора 11 поступает на вход блока 12 выделения постоянной (Составшющей пилообразного нагтряжения, на выходе которого вы, рабатывается плавно изменяющееся направление, пропорциональное Т (). Это напряжение поступает на вход масштабного генератора 1О, у которого на выходе изменяется частота в соответствии с изменением Т (t). Изменением частоты генератора 1О меняется масштаб измерения образного напряжения попключен к управляющему входу масштабного генератора. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы А и Б. Устройство содержит гидромотор 1 с зеркальным клином 2, автоколлиматор 3, включающий фотоприемники 4 и 5, расположенные в фокусе- объектива 6, поп&ременно засвечиваемые источником света 7 и подсоединенные к триггеру 8. Выходы триггера 8 соединены с двумя входами реверсивного счётчика 9, на третий вход которого поступают импульсы с масштабного генератора 10. К масштабному генератору через управляемый генераторг пилообразного напряжения 11, соединенный с блоком выделения постоянной составляющей пилообразного напряжения 12, подсоединен фотоприемник 5. На гхиаграмме А изображены импульсы, поступающие с фотоприемника 5 на управляющий вход генератора пилообразного напряжения 11 во время разгона гиромотора 1. На диаграмме Б изображена форма напряжения, снимаемого с выхода генератора пилообразного напряжения 11 и напряжение с выхода блока 12, пропорциональное изменению периода Т (t) вращения гирьмотора. Устройство работает следующим образом. При изменении скорости вращения гироскопа 1 с клиновидным .зеркалом 2 на выходе любого из фотоприемников 4 или 5, расположенных в фокусе объект1ша 6 автоколлиматЬра 3 и в световом потоке источника света 7, имеются электрические импульсы, у которых меняется пери . од следования. На диаграмме А представ