Устройство для определения скорости вращения сельсина

< п688147

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 250376 (21) 2337659/18-24 (23) Приоритет — (32) 27.0575

Союз Соаетскии

Соцнаянстических республик с с-. с с (5!) М.

G 06 G 7/18

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений н открытий (и) США (3l) 581394

Опубликовано 250979. Бюллетень ЭЙ 35

Лата опубликования описания 2809.79 (53) У 681. 335 (088. 8) Иностранец

Ганс Рудольф Мюллер (Щвейцария) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма Сандстрэнд Дейта Контрол, Инк (США) (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ СЕЛЬСИНА

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано, например, в авиационных системах измерения высоты полета..

Известно устройство для определения скорости вращения сельсина, содержащее дифференциатор, вход которого через преобразующий блок связан с выходом сельсина (1) .

Его недостатком является малая чувствительность и невысокая помехоустойчивость.

Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости.

Это достигается тем, что устройство, содержащее первый дифференциатор,дополнительно содержит блоки формирования синуса и косинуса угла поворота вала сельсина,входы которых соединены с соответствующими обмотками ротора, блок вычисления тангенса, блок вычисления котангенса, .второй дифференциатор, блок сравнения амплитуд и переключатель, причем выход блока формирования синуса угла поворота вала сельсина соединен с первым входом блока вычисления уангенса и со вторым входом блока вычисления котангенса, выход блока формирования косинуса угла поворота вала сельсина соединен с первым входом блока вычисления котангенса и со вторым входом блока вычисления тангенса, вход первого дифференциатора соединен с выходом блока вычисления тангенса,вход второго дифференциатора соединен с выходом блока вычисления котангенса,выходы дифференциаторов связаны с выходом устройства через переключатель, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения амплитуд, соответствующие входы которого подключены к выходам блоков формирования синуса и косинуса угла поворота вала сельсина.

Кроме того, каждый блок вычисления тангенса и котангенса содержит последовательно соединенные суммирующе-вычитающий элемент, интегратор и компаратор, другой вход которого является первым входом блока и соединен через первый ключ с первым входом сумьярующе-вычитающего элемента, второй вход блока че рез второй ключ соединен со входом ,фильтрующего усилителя, выход ко торого является выходом блока и че608147 рез квадрирующий элемент соединен со вторым входом суммирующе-вычитающего элемента, третий вход которого соединен с источником опорного сигнала, а управляющие входы ключей соединены с выходом компаратора.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит сельсин 1, 10 блоки 2 и 3 формирования синуса и косинуса угла поворота вала сельси.на соответственно, блок 4 вычисления тангенса, блок 5 вычисления котангенса, источники опорного сигнала 6 и

62, суммирующе-вычитающие элементы

7 и 72, интегРаторы 8< и 8

Фильтрующие усилители 9 и 92, ком.параторы 10 и 102, ключи 11

11 !, 12, 12, квадрирующие элемен-2 1 2 3 ты 13 и 132, дифференциаторы 14 и

15, блок 16 сравнения амплитуд и переключатель 17.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы на выходах блоков 2 и 3 яв-25 ляются линейными комбинациями напряжений обмоток ротора сельсина 1, они пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота ротора. Указанные сигналы поступают 30 на входы блоков 4 и 5, в которых они преобразуются в напряжения, пропорциональные соответственно тангенсу и котангенсу угла поворота.

Вычисление тангенса угла поворота происходит следующим образом.

С помощью компаратора 10, сравнивающего косинусное напряжение со

Ф средним значением выходного напряжения интегратора 8 и периодически подключающего входные напряжения блока 4, среднее значение напряжения элемента 74 поддерживается около нуля

% Ксо@Э-ч -g

Д 45 откуда

ЪЦ а

>а

К со Е где % вЂ, время подключения косинусного и синусного входных сигналовр

К . — масштабный коэффициент.

Так. как среднее значение синусного сигнала, прошедшего на фильтрующиФ усилитель 9« равно 55

А WKsin8, . (2) подставив формулы (1) а Формулу (2) получим

А =ч,, е. (3)

Аналогично работает блок 5, вычисляя котангенс угла поворота.

Следует подчеркнуть независимость напряжений, соответствукщих тан-65 генсу и котангенсу, от питающего напряжения сельсина 1 и коэффициента трансформации.

Как известно, функции тангенса и котангенса линейны только на относительно малом участке угла 8 поворота вала. Для расширения эон линейности выходных сигналов блоков

4 и 5 введена обратная связь, образованная элементами 13 и 132.

При использовании квадраторов в качестве элементов обратной связи достигается хорошая линейная зависимость между изменением угла поворота и приращением выходных напряжений блоков 4 и 5, подключенных к входам дифференциаторов 14 и 15.

Поскольку вигналы тангенса и котангенса поочередно скачком меняют полярность, необходимо выбирать и подключать на выход устройства тот дифференциатор, выходной сигнал которого линеен для текущего значения угла В .

Это достигается применением блока сравнения амплитуд 16, который с помощью переключателя 17 управляет подключением дифференциаторов

14 и 15 к выходу. Когда синусный сигнал становится по амплитуде мень- ше косинусного и, следовательно, функция тангенса линейна, к выходу подключается дифференциатор 14, работающий от блока 4. Когда синусный сигнал превышает по амплитуде сигнал косинуса, подключается дифференциатор 15. Поскольку в момент переключения сигналы обоих дифференциаторов равны, oTcутствует скачок выходного напряжения.

Важным преимуществом устройства пс сравнению с известными является предотвращение разрывов непрерывности в выходном сигнале, которые обычно происходят через каждый полный оборот.

Независимость выходного сигнала

oz колебаний питающего напряжения и помехозащищенность устройства позволяет значительно повысить его чувствительность.

Формула изобретения

1. Устройство для определения скорости вращения сельсина, содержащее первый дифференциатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости, устройство дополнительно содержит блоки формирования синуса и косинуса угла поворота вала сельсина, входы которых соединены с соответствующими обмотками ротора, блок вычисления тангенса, блок вычисления котангенса, второй дифференциатор, блок сравнения амплитуд и переключатель, 688147

15 причем выход блока формирования синуса угла поворота вала сельсина соединен с первым входом блока вычисления тангенса и со вторым входом блока вычисления котангенса, выход блока формирования косинуса угла поворота вала сельсина соединен с первые входом блока вычисления котангенса и со вторым входом блока вычисления тангенса, вход первого дифференциатора соединен с выходом блока вычисления тангенса, вход второго дифференциатора соединен с выходом блока вычисления котангенса, выходы дифференциаторов связаны с выходом устройства через переключатель, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения . амплитуд, соответствующие входы которого подключены к выходам блоков формирования синуса и косинуса угла поворота вала сельсина.

2. Устройство по п.1, о т л ич а,ю щ е е с я тем, что ка кдый блок вычисления тангенса и котангенса содержит последовательно соединенные суммирующе-вычитающий элемент, интегратор и компаратор, другой вход которого является первым входом блока и соединен через первый ключ с первым входом суммирующе-вычитающего элемента, второй вход блока через второй ключ соединен со входом фильтрующего усилителя, выход которого является выходом блока и через квадрирующий элемент соединен со вторым входом суммирующе-вычитающего элемента, третий вход которого соединен с источником опорного сигнала, а управляющие входы ключей соединены с выходом комцаратора

Источники информации, принятые во внимание црй экспертизе

1. Арендт В.P. и Сэвент Дж.K.

Практика следящих систем. М., Госэ энергоиэдат, 19ЬО, с.111-112 (прототип).

688147

Составитель Г.Осипов

Редактор A.Áåð ТехредЛ,Алферова Корректор В.Синицкая

Заказ 5568/56 Тираж 7ВО Подписное, ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4