Устройство для измерения параметров bttpa с борта движущегося корабля

О П И С А Н И Е 296036

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сема Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.YII.1969 (¹ 1345306/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 1211.1971. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 9.VIII.1971

Ы П К б 01р 5/02

Комитет по делам ивобретеииЯ и открытиЯ

ItpM Совете Министров

СССР

УДК 551.46.086(088.8) Авторы изобретения

В. В. Кумаи, В. А. Кротов, Э. П. Пянтковская и А. Е. Фельдман р;-1

i

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА "

С БОРТА ДВИЖУЩЕГОСЯ КОРАБЛЯ

Заявитель

В известных устройствах для измерения и регистрации средней скорости и направления ветра с двчжущетося объекта, построенных на вращающихся трансформаторах, наличие значительных погрешностей при маневрировании и циркуляции корабля не обеспечивает заданной точности измерения параметров истинного ветра и надежности.

Для увеличения надежности работы и упрощения схемы:предлагаемое устройство снабжено двумя линейными вращающимися трансфарматорами (ЛВТ), двумя синусно-косинусными вращающимися трансформаторами (СКВТ) и суммирующим устройством, установленными таким образом, что ротор одного ЛВТ связан с выходом устройства преобразования скорости наблюдаемого ветра, а выходная обмотка его подключена к статорной обмотке одного СКВТ, ротор которого связан с суммирующим устройством, складывающим величины на правления наблюдаемого ветра и курса корабля; ротор второго ЛВТ связали с выходом устройства измерения скорости корабля, а выходная обмотка его подключена к статорной обмотке второго СКВТ, ротор которого развернут на угол, равный курсу корабля, лри этом выходная синусная и косинусная обмотки одного СКВТ включены последовательно и в противофазе с аналогичными обмотками второго СКВТ.

Для увеличения точности измерения составляющих скорости истинного ветра при разбросе параметров элементов устройства в цепи разложения скорости корабля по составляющим между ЛВТ и СКВТ включены масштабный вращающийся трансформатор (ЧВТ) и регулируемое сопротивление.

Кроме того, для полу ения величин cêoðoсти и направления истинного ветра в виде уг10 ла поворота устройство снабжено векторным построителем, построенным на вращающихся трансформаторах, на вход которого подаются сипналы, пропорциональные составляющим скорости истинного ветра в земной cu1s стеме координат.

Схема .предлагаемого устройства дана на чертеже.

Устройство содержит дат пьк 1 ветра, центральный прибор 2 и векторный построитель д, 20 соединенные между собой электрическими связями 4 и 5. Кроме того, имеются сельсиндатчик б курса, расположенный в приборе 7 (компас или прибор, транслирующий кур" корабля) и ЛВТ 8, расположенный в приборе 9

25 (лаг или прибор, транслирующий скорость корабля). Воздушный поток, воздействуя на флюгарку 10, разворачивает ее вдоль потока.

Под действием момента, создаваемого флюгаркой, .крыльчатка 11 с помощью поворотно30 го устройства (на чертеже не показано) уста296036

В приборе 7 ротор сельсина-датчика 6 раз- 4О ворачивается на угол, равный курсовому углу

К Этот угол транслируется,в центральный прибор 2 с помощью следящей системы на сельсинах, работающих в трансформаторном режиме, состоящей из сельсина 25, двигателя 4

26, усилителя 27 и шкального устройства 28.

Величины направления наблюдаемого ветра и курса корабля складываются суммирующим дифференциалом 29. Ротор СКВТ 80 разворачивается на этот суммарный угол, а напряжение, поступающее на его статорную обмотку с ЛВТ 14, равно

UI — — КО Ж U, где U — напряжение питания ЛВТ 14, 55

КΠ— коэффициент пропорциональности.

Выходные напряжения синусной и косинусной обмоток СКВТ 80 равны

Uх,, = К ° Ug "cos(К+ К у)

К1 КО W U. cos(К+ Км ) Uy„= К, U, з1п(К+ Ки ) =

= К, К, W U s1ï(Ê+ K ), 65 навливается навстречу потоку и начинает вращаться со скоростью, пропорциональной скорости наблюдаемого ветра. Совместно с ней вращается ротор асинхронного тахогенератора 12, вырабатывающего напряжение, пропорциональное скорости вращения ротора, а следовательно, и скорости, наблюдаемого ветра. Это напряжение поступает в блок 13 измерения скорости ветра,и сравнивается с выходным напряжением ЛВТ 14, прошедшим через МВТ 15 и фазирующее устройство 16.

Сигнал рассогласования поступает на усилитель 17, в котором усиливается, а затем подается на двигатель 18, который разворачивает ротор ЛВТ 14 до момента достижения з5 равенства сравниваемых напряжений. Угол поворота ротора ЛВТ 14 пропорционален его выходному напряжению, равному напряжению тахогенератора 12, а следовательно, скорости наблюдаемого ветра. Кинематически о связанное с ротором шкальное устройство 19 будет показывать величину скорости наблюдаемого ветра. Фазирующее устройство 16 служит для фазировки сравниваемых напряжений. МВТ 15 служит для подгонки характеристики блока 13 измерения скорости ветра в зависимости от характеристики датчика В2Тра 1 при тарировке. Флюгарка 10 разворачивает ротор сельсина-датчика 20 и с помощью сельсинной следящей системы, работающей в о трансформаторном режиме (сельсин- приемник

21, усилитель 22, двигатель 28 и шкальное устройство 24) направление наблюдаемого ветра в виде угла, поворота передается в центральный прибор 2. Показания снимаются со шкального устройства 24 и могут быть получены в виде угла поворота в кинематической цепи двигателя 23.

4 где Ux„— напряжение косинусной обмотки, U „— напряжение синусной обмотки, К< — коэффициент пропорциональности.

ЛВТ, расположенный в приборе 9,,подает на вход СКВТ 31 через МВТ 82 и регулируемое сопротивление 83 на пряжение, пропорциональное скорости корабля V, а ротор CKBT 81 поворачивается,на величину К Применив такие же рассуждения, как с СКВТ 30, получим напряжения, пропорциональные соста вляющим скорости корабля в земной системе координат (ось Х направлена на север). х„= Кз 1 х = Кз - сов К, = Кз. VY = Кз . з1п К.

Так как синусные и косинусные обмотки обоих СКВТ 80 и 81 включены в противофазе, т. е. на вычитание, то получим

Ux,„, —— Ux„— Ux„= Кз х — Кз. Vx =

= Кз(х — х) = Кз" х, „„„= Л;, — ;, = Кз 1 т — Кз 1

Кз(11 ь — Vw) = Кз Vr, где Vx и U — составляющие скорости истинного ветра в земной системе координат;

Ux и Уг — выходные напряжения.

Регулируемое сопротивление 88 и МВТ 32 обеспечивают подгонку фаз и амплитуд выходных напряжений СКВТ 81 ic выходными напряжениями СКВТ 80, исключая влияние разброса параметров элементов устройства.

Полученные выходные на пряжения через выходные цепи 84 и 35 обеспечивают трансляцию составляющих скорости ветра Vx u Vy в устройства корабельной автоматики. Эти же напряжения Ux u U y по электрическим связям 5 поступают на статорные обмотки

СКВТ Зб в векторном построителе 8. Компенсируя с помощью усилителя 37 и двигателя 88 напряжение на одной из роторных обмоток

СКВТ 86, получаем в кинематической цепи двигателя 38 и на шкальном у стройстве 89 величину направления истинного ветра К в виде угла поворота. Напряжение с другой роторной обмотки СКВТ 86 пропорционально скорости истинного ветра V. Это напряжение с помощью следящей системы, состоящей из

ЛВТ 40, двигателя 41, усилителя 42 и МВТ

43, преобразуется в угол поворота. Фазировка напряжения, поступающего от СКВТ 86, с на пряжением компенсации производится регулируемым сопротивлением 44, а согласование масштаба шкального устройства 45 с помощью МВТ 48. Показания скорости истинного ветра V снимаются со шкального устройства 45.

296036

В устройстве может быть несколько векторных .построителей, подключенных аналогичным образом и расположенных в различных частях корабля.

Трансляция величин W, Ки, V и К может осуществляться также с помощью любых оооостанционных передач, использующих в качестве входного параметра угол поворота.

В данном описании показан один из вариантов выполнения устройства, что не исключает возможного применения его в других исполнениях.

П реди ет изобретения

1. Устройство для измерения параметров ветра с борта движущегося корабля, содержащее датчик ветра и устройство преобразования скорости и направления ветра в угол поворота, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности работы, упрощения схемы устройства, оно снабжено двумя линейными вращающимися трансформаторами (ЛВТ), двумя синусо-косинусными вращающимися трансформаторами (СКВТ) и суммирующим устройством, установленными таким образом, что ротор одного ЛВТ связан с выходом устройства преобразования скорости ветра, а выходная обмотка его подключена к статорной

1О

25 обмотке одного СКВТ, ротор которого связан

C Cуммир l01+HM уCTpOHCFBQM, LiCJIBpbIB2tOlUHN величины направления наблюдаемого ветра и курса корабля; ротор второго ЛВТ связан с выходом устройства измерения скорости корабля, а выходная обмотка его подключена к статорной обмотке второго СКВТ, ротор которого развернут на угол, равный курсу корабля, при этом выходная синусная и косинусная обмотки одного СКВТ включены последовательно и в противофазе с аналогичными обмотками второго СКВТ.

2. Устройство по л, 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения составляющих скорости истинного ветра при разбросе параметров элементов устройства, в цепи разложения скорости корабля по составляющим между ЛВТ и СКВТ включены масштабный вращающийся трансформатор и регулируемое сопротивление.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения величин скорости и направления истинного ветра в виде угла поворота, оно снабжено векторным .построителем, построенным на вращающихся трансформаторах, на вход которого подаются сигналы, пропорциональные составляющим скорости истинного ветра в земной системе координат,