Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора
Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора. Использование: область приборостроения. Технический результат: уменьшение габаритов и потребляемой мощности за счет исключения механических передач, электрических машин, получение информации в цифровом виде. Сущность: ротор (1) с тремя электродами (2), сдвинутыми под углом 120 градусов, токопроводящая поддерживающая жидкость (3), статор (4) с двумя электродами (5), расположенных диаметрально противоположно, усилитель-ограничитель (6), вход которого подключен к двум электродам ротора, а выход - на формирователь импульсов (8), усилитель-ограничитель (7), вход которого подключен к двум электродам статора, а выход - к формирователю импульсов (8), схема «И» (9), подключенная к формирователю импульсов и генератору тактовых импульсов (10), отсчетное устройство (11). Положительный эффект: уменьшение стоимости до 10%.
Изобретение относится к приборостроению, в частности к навигационным приборам с гироскопическими элементами и может быть использовано в навигационных системах судов и подводных аппаратов.
Известно устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, применяемое в гирокомпасе с динамической следящей системой и включающее ротор (чувствительный элемент) с двумя электродами, статор (следящую сферу) с двумя электродами, токопроводящую поддерживающую жидкость, индикатор перемещения, содержащий усилитель, исполнительный двигатель, сельсин-датчик, сельсин-приемник (Смирнов Е.Л. и др. Технические средства судовождения. Том 2. Конструкция и эксплуатация: Учебник для вузов - СПб.: «Элмор», 2000, с.27-30).
Недостатком известного устройства является его большие габариты и потребляемая мощность, что обусловлено использованием механических передач, электрических машин.
Известно также устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, являющееся ближайшим к заявляемому, включающее ротор (чувствительный элемент) с двумя электродами, с которых снимается опорное напряжение, установленными диаметрально противоположно, статор (следящую сферу) с тремя электродами, с которых снимается сигнал аналогового типа, сдвинутыми друг относительно друга на 120 градусов, токопроводящую поддерживающую жидкость, индикатор перемещения аналогового типа, состоящего из резонансного усилителя, двигателя, механических передач, сельсина-трансформатора, сельсина-датчика, сельсина-приемника (Электромагнитные явления в море. Том 40. Киев. Морской гидрографический институт, 1988).
Недостатком известного устройства является его большие габариты и потребляемая мощность, что обусловлено наличием механических передач, электрических машин.
Технической задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение габаритов и потребляемой мощности.
Указанная задача достигается тем, что в отличие от известного устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, которое содержит ротор с электродами, подключенными к опорному напряжению, статор с электродами, подключенными к индикатору перемещения аналогового типа, токопроводящую поддерживающую жидкость, в предлагаемом устройстве дополнительно установлен цифровой преобразователь, на роторе установлены три электрода, сдвинутые друг относительно друга на 120 градусов, на статоре - два электрода, расположенные диаметрально противоположно. Цифровой преобразователь выполнен в виде цифрового измерителя фаз, содержащего два усилителя-ограничителя, формирователь импульсов, схему «И»,
генератор тактовых импульсов и отсчетное устройство, при этом входы первого усилителя-ограничителя подключены к любым двум фазам опорного напряжения, а выход - к первому входу формирователя импульсов; входы второго усилителя-ограничителя подключены к электродам статора, а выход ко второму входу формирователя импульсов; выход формирователя импульсов подключен к схеме «И», второй вход которой подключен к генератору тактовых импульсов; выход схемы «И» подключен к отсчетному устройству, информация которого в цифровом виде пропорциональна угловому перемещению оси ротора.
Применение такого устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора позволит уменьшить его габариты и потребляемую мощность за счет исключения электрических машин, механических передач. Кроме того, информация на выходе будет сниматься в цифровом виде, удобном для сопряжения с цифровыми навигационными приборами.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора.
Она содержит: ротор 1, на котором расположены три электрода 2, сдвинутых под углом 120 градусов; токопроводящую поддерживающую жидкость 3; статор 4, на котором расположены два электрода 5, расположенные диаметрально противоположно, что в совокупности составляет индикатор перемещения аналогового типа; усилитель-ограничитель 6, входы которого подключены к двум любым электродам ротора, усилитель - ограничитель 7, входы которого подключены к двум электродам статора, а выход - ко второму входу формирователя импульсов 8, первый вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 6, схему «И» 9, подключенную первым входом к формирователю импульсов 8, а вторым к генератору тактовых импульсов 10; отсчетное устройство 11, подключенное к выходу схемы «И» 9, что в совокупности составляет цифровой преобразователь в виде цифрового измерителя фаз.
Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора работает следующим образом. При изменении углового положения ротора 1 относительно статора 4 с выхода электродов 5 статора сигнал аналогового типа поступает на усилитель-ограничитель 7. Одновременно с двух электродов 2 ротора снимается опорное напряжение, которое подается на усилитель-ограничитель 6. С выхода усилителя-ограничителя 7 снимается сигнал, сдвинутый по фазе относительно опорного сигнала усилителя-ограничителя 6, который пропорционален угловому перемещению ротора 1 относительно статора 4. Сигналы с выходов усилителей-ограничителей 6 и 7 поступают на входы формирователя импульсов 8, где вырабатывается импульс длительностью пропорциональной изменению фазы или угловому перемещению оси ротора 1 относительно статора 4. Этот сигнал в схеме «И» 9 заполняется импульсами генератора тактовых импульсов 10, число которых определяет отсчетное устройство 11.
Применение такой схемы построения устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора позволит уменьшить его габариты и потребляемую мощность за счет исключения механических передач и электрических машин. Кроме того, установка в заявляемом устройстве на роторе трех электродов позволит равномерно нагрузить питающее трехфазное опорное напряжение, что позволит увеличить чувствительность и точность снимаемой информации.
По сравнению с традиционным решением в гирокомпасах типа «Курс» и «Амур», предлагаемое устройство за счет исключения механических передач и электрических машин позволит уменьшить габариты до 30% и снизить потребляемую мощность порядка до 20%. Кроме того, предлагаемое устройство снимает информацию в дискретном виде, удобном для сопряжения с цифровым вычислительным комплексом за счет использования цифрового преобразователя. Предлагаемое устройство при использовании за счет исключения механических передач и электрических машин приведет к уменьшению его стоимости порядка на 10%.
1. Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, содержащее ротор с электродами, подключенными к опорному напряжению, статор с электродами, подключенными к индикатору перемещения аналогового типа, токопроводящую поддерживающую жидкость, отличающееся тем, что на роторе установлены три электрода, сдвинутые относительно друг друга на 120°, а на статоре - два электрода, расположенные диаметрально противоположно и дополнительно цифровой преобразователь.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цифровой преобразователь выполнен в виде цифрового измерителя фаз, содержащего два усилителя-ограничителя, формирователь импульсов, схему «И», генератор тактовых импульсов и отсчетное устройство, при этом входы первого усилителя-ограничителя подключены к любым двум фазам опорного напряжения, а выход - к первому входу формирователя импульсов; входы второго усилителя-ограничителя подключены к электродам статора, а выход - ко второму входу формирователя импульсов; выход формирователя импульсов подключен к схеме «И», второй вход которой подключен к генератору тактовых импульсов; выход схемы «И» подключен к отсчетному устройству, информация которого пропорциональна угловому перемещению оси ротора.
