Датчик угловой скорости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1838564 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 100879 (21) 2849111/18-10с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з С 01 Р 3/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открыти йДата опубликования описания 150681 А.Ф. Гришков, А.Н. Гуляев, И.Г, Дорух и А.В. Маргелов(54) ДАТЧИК УГЛОВОИ СКОРОСТИ 30 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения угловой скорости вращающихся валов механизмов и машин вэлектромеханических системах автоматического регулирования,Известен датчик угловой скорости,содержащий линейные измерители углового положения с последующим включением линейных дифференцирующих цепей 1 1.Однако такой датчик очень чувствителен к помехам и имеет низкую разрешающую способность.Известен также датчик угловой сксрости, содержащий синусно-косинусныйвращающийся трансформатор, ксинусной и косинусной обмоткам которогоподключены амплитудные демодуляторы,линейный фильтр, подключенный через 20интегратор к входам нелинейных элементов соответственно с синусоидальной характеристиками 121. Недостатком этого датчика является ограниченная точность, обусловленная трудностью обеспечения высокойидентичности характеристик входящихв состав датчика двух множительных устройств. Целью изобретения является повышение точности датчика,Поставленная цель достигается тем,что в датчик введены генератор тактовых импульсов, три коммутатора,последовательно соединенные, сумматор, нелиней;-:ый элемент с квадратичной характеристикой, инвертор, приэтом выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам коьолутаторов, сигнальные входыпервого коммутатора подключены к выходам амплитудных демодуляторов, авыход - к первому входу сумматора,сигнальные входы второго коммутатораподключены к выходам нелинейных элементов с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками, а выходко второму входу сумматора, первыйсигнальный вход третьего коммутатора подключен к выходу нелинейногоэлемента с квадратичной характеристикой, второй сигнальный вход - к выходу инвертора, а выход - ко входулинейного фильтра.На чертеже приведена структурнаясхема датчика угловой скорости.Датчик угловой скорости содержитсинусно-косинусный вращающийся трансформатор 1, амплитудные демодулято 8385 б 4ры 2 и 3, подключенные соответственно к синусной и косинусной обмоткамсинусно-косинусного вращающегосятрансформатора 1, линейный фильтр 4,выход которого через интегратор 5соединен с входами нелинейных элементов б и 7 соответственно с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками, генератор 8 тактовых импульсов, подключенный к управляющимвходам коммутаторов 9, 10 и 11, последовательно соединенные, сумматор 12,нелинейный элемент 13 с квадратичнойхарактеристикой, инвертор 14, сигнальные входы коммутатора 9 подключенысоответственно к выходам амплитудных демодуляторов 2 и 3, а выходкоммутатора 9 подключен к первомувходу сумматора 12, сигнальные входы коммутатора 10 подключены к выходам соответствующих нелинейныхэлементов б и 7 соответственно с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками, а выход коммутатора 10 -ко второму входу сумматора 12, первый сигнальный вход коммутатора 11подключен к выходу нелинейного элемента с квадратичной характеристикой 13, а второй сигнальный входк выходу инвертора 14, выход коммутатора 11 подключен к линейномуфильтру.4. Устройство работает следующим образом.При повороте ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора СКВТ) 1 на произвольный угол Д., на выходах амплитудных демодуляторов 2 и 3 будут сигналы видаУ,( =А 5 и сСУ =Аосо 5 Ф.где У - сигнал на выходе амплитудного демодулятора 2;У - сигнал на выходе амплитудно 2го демодулятора 3;Л - амплитуда сигнала.На выходах нелинейных элементовсоответственно с синусной и косинусной характеристиками б и 7 будемиметь сигналыУ, =Д, 5(ПУ 4=дос 05 5 (где- угол поворота ротора СКВТ,измеряемый интегратором 5;У - сигнал на выходе нелинейно 3го элемента б;У 4 - сигнал на выходе нелинейного элемента 7,В первом положении коммутаторов 9,10 и 11, как показано на чертеже,сигналы У, и У , пройдя через сумматор 12, нелинейный элемент 13 сквадратичной характеристикой образуют на входе линейного фильтра 4.сигнал положительной полярности, равный по величинеЧд =А)(5 пс(+с 05(.В другом положении коммутаторов 9,10 и 11 сигналы У и Уз, пройдя черезсумматор 12, нелинейный элемент 13 сквадратичной характеристикой и инвертор 14, образуют на входе линей 5 ного фильтра 4 сигнал отрицательнойполярности, равный по величинеУб=-(Ао(со 51+5 пЦ,Генератор 8 тактовых импульсов,управляя коммутаторами 9, 10 и 11,,позволяет получить на входе линейно-го фильтра 4.переменный сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда положи 1тельных импульсов которого равна Уа отрицательных - УЭтот переменный сигнал, проходячерез линейный фильтр 4, усредняетфся и усиливается с одновременным подавлением шумов, и при ,С на выходе линейного фильтра 4 будем иметьсигнал20 У,=к д, (Ы-р)= Ы,где с, - угловая скорость;Кф - коэффициент передачи линейного фильтра 4.Сигнал У интегрируется интеграто 25 ром 5 до тех пор, пока истинное значение угла а не будет близким к измеренному р, т.е, датчик представляетследующую систему за углом,С выхода интегратора 5 снимаетсясигнал, равный измеренному значениюугла (. Следовательно на входе. интегратора 5 или на выходе датчика. получен сигнал, пропорциональный производной от угла о.поворота ротораСКВТ 1. 40 Формула изобретения 45 50 55 60 65 Достижение высокой точности измерения обусловлено тем, что промежуточное преобразование сигналов производится одним нелинейным элементом, имепщим квадратичную характеристику. Датчик угловой скОрости, содержащии синусно-косинусный вращающийся трансформатор, к синусной и косинусной обмоткам которого подключены амплитудные демодуляторы, линейный фильтр, подключенный через интегратор к входам нелинейных элементов с синусоидальной и косинусоидальной характеристиками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор тактовых импульсов, три коммутатора, управляющие входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, и последовательно соединенные сумматор, нелинейный элемент с квадратичной характеристикой и инвертор, при атом сигнальные входы первого коммутатора подключены к выходам амплитудных демодуляторов, сигнальные входы второго коммутатора подключены к выходам нелинейных элементов с сину838564 Составитель В. КиселевНаурсков Техред Н.Бабурка Корректор О. Билак Редактор 418/67 Тираж 907 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5 комити откская илнал ППП "Патент", г. Ужгород роектная, 4 соидальной и косинусбидальной характеристиками, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами сумматора, сигнальные входы третьего коммутатора подключены к входу и выходу инвертора, а выход третьего коммутатора - к входу линейного фильтра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Проектирование следящих систем,Под ред. Л.В. Рабиновича, М фйашиностроениеф, 1969, с. 79-85.2. Авторское свидетельство СССРв 556334, кл. С 01 Р 3/48, 1975 (прототип).