Устройство для измерения угловой ско-РОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01P9/02 

1

Изобретение Относится к системам автоматического управления и предназначено для измерения угловых скоростей управляемых объектов.

Известны устройства измерения угловых скоростей движущихся объектов, построенные на базе двухстепенных гироскопов,, охваченных жесткой обратной связью по углу поворота гиромотора относительно выходной оси и снабженные датчиком выходного сигнала Ы

Коэффициент передачи таких приборов определяется выражением

Н

{I)

где Н - кинетический момент;

Кл - коэффициент жесткой обрат- ной связи.

Недостатком этих устройств является то, что коэффициент передачи изменять в широких пределах невозможно. Диапазон измеряемых угловых скоростей данных приборов весьма ограничен. Кроме того, значения Н и не позволяют получить достаточную величину К для повышения точности устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту

к предлагаемому является устройство, содержсщее корпус, заполненный слабовязкой жидкостью, в которую пог- ружен гироузел с.гиромотором, датчик угла, датчик момента, генератор тактовых импульсов и блок формирования выходного сигнала 2.

Недостатком данного устройства является малый диапазон измерения

О угловой скорости, ввиду того, что при длительном одностороннем вргодении корпуса относительно оси чувствительности выходной угол f устройства непрерывно увеличивается, и5 может произойти совмещение оси вращения ротора с осью вращения -корпуса. Кроме того, коэффициент передачи известного устройства угловой скорости

Н

(2)

...

И «

- удельный момент сил вязкогде f го трения;

f - время наблюдения входной угловой скорости, которое

сильно зависит от параметров заполняющей жидкости. Для измерения угловой скорости с достаточной.точностью необходимо 0 стабилизировать свойства жидкости,

что достигается введением системы термостатирования, которая ведет к дополнительным усложнениям устройства.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерений угловой скорости объектов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок формирования сигнала возврата гироузла в исходное состояние и блок формирования временных интервалов измерения, причем один вход блока формирования выходного сигнала соединен с датчиком угла j второй вход - с выходом блока формирования временных интервалов измерения, а выход - с одним из входов блока формирования временных интервалов измерения и блока формирования сигнала возврата гироузла в исходное состояние, второй вход которого соединен со вторым выходом блока формирования временных интервалов измерения, выход - с датчиком момента, а управлякядие входы блока формирования выходного оигнала и блока формирования временных интервалов измерения соединены с генератором тактовых импульсов.

-Благодаря введению ук-азанных .блоков и связей обеспечивается импульсный режим измерения, т.е. в предлагаемом устройстве измерение угловой скорости происходит не непрерывно, а импульсно, без использования обратной связи по угловому движению гироузла.

Устройство содержит корпус 1, гироузел 2, внутри которого находится гиромотор 3, датчик 4 угла, датчик 5 момента, генератор тактовых импульсов (на чертеже не показан) ; блок 6 формирования сигнала возврата гироуэла 2 в исходное положение, блок 7 формирования временных интервалов измерения и блок 8 формирования выходного сигнала, один из выходов которого связан с датчиком угла, второй вход соединен с выходом блока формирования временных интервалов измерения, а выход связан с одним из входов блока формирования временных интервалов и блока формирования сигнала возврата, второй вход последнего связан. со вторым выходом блока формирования временных интервалов, выход же блока возврата гироузла соединен с датчиком момента, кроме того,управляющие входы блока формирования выходного сигнала и блока формирования временных интервалов соединены с генератором тактовых импульсов. Корпус 1 заполнен слабовязкой жидкостью 9.

Устройство работает следующим

образом.

Перед началом измерения производится- приведение гироузла 2 в

исходное состояние. Сигнал отклонения гироузла от исходного состояния снимается с датчика 4 угла и поступает в блок 8 формирования выходного сигнала, где усиливается и подается в блок 6 формирования сигнала возврата гироузла в исходное состояние. В этом блоке сигнал преобразуется в соответствии с алгоритмом приведения и поступает на датчик 5 момента. Под действием этого сигнала датчик момента приводит гироузел в исходное состояние. С приходом очередного тактового импульса от генератора тактовых импульсов начинается цикл работы прибора, которы состоит из этапа измерения угловой скорости и этапа приведения гироузла в исходное состояние. На этапе измерения сигнал, несущий информацию об угловой скорости объекта, снимается с датчика 4 угла и поступает в блок8 формирования выходного сигнала, где преобразуется и поступает в систему управления (СУ) объекта. Кроме того, этот сигнал поступает в блок 7 формирования временных интервалов измерения, где по результатам измерения угловой скорости в предыдущем цикле задается длительность интервала измерения .

По истечении этого интервала измерение входной величины заканчивается, и блок формирования временных интервалов измерения ввадает сигнал в блок формирования сигнала возвращения гироузла в исходное состояние. С приведением гироузла в исходное состояние заканчивается очередной цикл работы прибора. С приходом очередного тактового импульса начинается следующий.аналогичный цик работы прибора.

На этапе измерения .угловой скорости коэффициент передачи устройства определяется выражением

Н

1 1ЛП -

ИП-/1А и (3) где А - момент инерции гироузла.

Изменяя время измерения входной угловой скорости, можно производить перестройку режима работы прибора в широкомдиапазоне. Тогда определенному уровню входного сигнала соответствует определенный интервал измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения угловой скорости, содержащее корпус,заполненный слабовязкой жидкостью, -в которую погружен гироузел с гиромотором, датчик угла, датчик момента, генератор тактовых импульсов и блок формирования выходного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения, в него введены блок формирования сигнала возврата гироузла в исходное состояние и блок формирования временньюс интервалов измерения, причем один вход блока формирования выходного сигнала соединен с датчиком угла, второй вход - с выходом блока формирования временных интервалов измерения, а выход - с одним из входов блока формирования временных интервалов измерения и блока формирования сигнала возврата гироузла в исходное состояние, второй вход которого соединен со вторым выходом блока формирования временных интервалов измерения, выход - с датчиком момента, а управляющие входы блока формирования выход-, ного сигнала и блока формирования временных интервалов измерения соединены с генератором тактовых импульсов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Назаров Б.И. и др. Командноизмерительные приборы. М., МО, 1976,

с. 26.

2.Пельпор Д.С. и др. Гироскопические приборы системы ориентации и стабилизации. М., Машиностроение , 1977, с. 30-33 (прототип).

biifX. CL/2JlfCf

/7/У