Дифференциальный частотный струнный датчик

1; , .,т.1;.(Мс:"юеиа 1".1 БР 679883 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Я Союз Советских Социалистических Республик) Опубликовано сударственнын комите СССР о делам изобретений) Дата опубликования описания 15.08.79 72) Авторы изобретения леймен Кулакова и Ю. Г. Артемьев(71) Заявител ковскии ордена Лениним, Серго Орд виационныи институтоникидзе 4) ДИФФЕРЕНЦИАЛЪНЪИ ЧАСТОТНЪй СТРУННЫ ДАТЧ ИКИзобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для повышения точности струнных датчиков, измеряющих ускорение летательных аппаратов.Известны струнные датчики 11, преобразующие входное механическое воздействие в частоту колебания струн, разность которых пропорциональна входному воздействию, 10Наиболее близким по технической сущности к изобретению является струнный акселерометр 2, в котором для линеаризации выходной характеристики частоты колебаний обеих струн суммируются и сравниваются с частотой эталонного генератора, а сигнал отклонения от эталонной частоты воздействует на исполнительный орган, который корректирует частоту струн.К недостаткам известного устройства следует отнести невысокую точность линеаризации, обусловленную недостаточной точностью известных исполнительных органов.Целью изобретения является повышение точности линеаризации выходной характеристики датчика.Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный частотный струнный датчик, содержащий схемы суммирования и вычитания частот и генератор эталонной 30 частоты, введены формирователь импульсов, две схемы совпадения, статический и счетный триггеры, при этом вход формирователя импульсов подключен к выходу схемы суммирования частот, входы первой схемы совпадения подключены к генератору эталонной частоты и выходу статического триггера, а выход - к входу счетного триггера, входы статического триггера подключены к нулевому выходу счетного триггера и выходу схемы вычитания частот, а к входам второй схемы совпадения подключены выход формирователя и единичные выходы счетного и статического триггеров.На фиг. 1 представлена схема действия дифференциального частотного струнного датчика; на фиг, 2 - графики, поясняющие ее работу.Выходы дифференциального частотного струнного датчика 1 связаны с вычитающей 2 и суммирующей 3 схемами. Выход с вычитающей схемы 2 связан с первым входом статического триггера 4. Единичный выход этого триггера связан с первыми входами схем совпадения 5 и 6, Второй вход схемы совпадения 5 связан с выходом генератора 7 эталонной частоты. Выход этой схемы совпадения соединен со счетным входом триггера 8, единичный выход которого связан со вторым входом схемы совпадения 6,третий вход которой через формирователь 9 импульсов связан с выходом суммирующей схемы. Нулевой выход счетного триггера 8 связан со вторым входом статического триггера 4.Устройство работает следующим образом,Выходные сигналы 1, и 12 с дифференциального частотного струнного датчика поступают на блок выделения суммарного 5+12) и разностного (11 - 2) сигналов. Сигнал разности поступает на вход статического триггера 4, и он опрокидывается в положение, при котором на вход первой и второй схем совпадения поступает сигнал разрешения (см. фиг, 2 Т 1). Первым импульсом следующим с генератора опорной частоты Ро (фиг. 2 А) счетный триггер переходит в единичное состояние (фиг, 2 Т 2). Единичный сигнал триггера разрешает проходить импульсам суммарной частоты (фиг.2 В) через вторую схему совпадения на выход датчика. Второй импульс Ро, поступающий на вход счетного триггера, опрокидывает его в противоположное состояние, и вторая схема совпадения запирается. При этом сигнал, снимаемый с противоположного плеча счетного триггера, обнуляет статический триггер, запирая первую схему совпадения до того момента, пока не поступит сигнал со схемы выделения разности частот, и цикл преобразования повторится.Частоты на выходе дифференциального частотного струнного датчика равны:дТ11ДТУ 2 Уаз ) 1 у(1)где 101 и 102 - номинальные частоты струн,1 уравные щ=ог= - 1/ -21 Г ргде 1 в дли струны,Т - номинальное натяжение,р - линейная плотность струны,ЬТ - приведенное растяжение или сжатие струны пропорциональное входному воздействию.На выходе схем, выделяющих сумму иразность частот, получим:дт 1/ д 7Л - Л=У1+ УПосле преобразования сигнал на выходе второй схемы совпадения имеет вид последовательности импульсов, среднее значение частоты Р которой равно:р (А - Л)(Л тЛ)10После преобразований значениевыходного сигнала запишем:2 2 дТ 2 2(6) откуда видно, что частота на выходе датчика линейно зависит от входного воздейст Вия.В связи с тем, что выходной сигнал датчика связан линейной зависимостью с входным сигналом, а дополнительное силовое воздействие на струны со стороны исполнительного механизма отсутствует, точносгь измерения повышается. формула изобретения 35Дифференциальный частотный струнныйдатчик, содержащий схемы суммированияи вычитания частот и генератор эталоннойчастоты, отличающийся тем, что, с це 40 лью повышения точности линеаризации выходной характеристики датчика, в него введены формирователь импульсов, две схемысовпадения, статический и счетный триггеры, при этом вход формирователя подключен к выходу схемы суммирования частот,входы первой схемы совпадения подключены к генератору эталонной частоты и выходу статического триггера, а выход - к входу счетного триггера, входы статическоготриггера подключены к нулевому выходусчетного триггера и выходу схемы вычита:.ця частот, а к входам второй схемы совпадения подключены выход формирователя иединичные входы счетного и статическоготриггеров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с,60 143 - 145.2. Селезнев В. П. Навигационные устройства. М., 1974, с. 351 в 3 (прототип),,г ГС 7 Фиг. Г 23735 Изд. Ъе 517 Тираж 1073 Подписное Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Зак 1 ПО Типография, пр. Сапунова,Составитель Е. Швецовдактор А. Петрашень Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева