Гиротахометр

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 601 Р 9/02 БРЕТЕ л. ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Тульский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1230407, кл. 6 01 Р 9/02, 1986.(57) Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано в качествеэлемента гиростабилизатора и позволяетповысить точность измерения и расширитьобласть применения измерителей угловойскорости движущихся объектов. Повышениеточности достигается за счет использования1677642 А в цепи обратной связи усилителя 4, дифференцирующего фильтра 6, интегратора 5 и преобразователя 7 напряжения в ток, которые повышают устойчивость в системе, приводят к нулю статистическую ошибку измерения и снижают погрешность от температурного дрейфа. Расширение области применения осуществляется за счет наличия в гиротахометре трех выходов: аналогового, цифрового и с широтно-импульсной модуляцией, для реализации которых служат компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, формирователь 12 треугольного сигнала, схема 13 совпадения, реверсивный счетчик 14, итоговый регистр 15 и схема 16 синхронизации. 3 иЗО 35 40 Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве элемента гиростабилизатора.Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения.На фиг. 1 представлена блок-схема гиротахометра; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип работы гиротахометра; на фиг. 3 - выходные сигналы схемы синхронизации.Гиротахометр содержит гироскоп 1 в рамке 2, датчик 3 угла, усилитель 4, интегратор 5, дифференцирующий фильтр 6, преобразователь 7 напряжения в ток и датчик 8 момента, Кроме того, устройство содержит компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, формирователь 12 треугольного сигнала, схему 13 совпадения, реверсивный счетчик 14, итоговый регистр 15 и схему 16 синхронизации, причем датчик 3 угла, усилитель 4, интегратор 5, дифференцирующий фильтр 6, преобразователь 7 напряжения в ток и датчик 8 момента соединены последовательно, входы компаратора 9 подключены к интегратору 5 и формирователю 12 треугольного сигнала 12, а выход через синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, схему 13 совпадения и реверсивный счетчик 14 к итоговому регистру 15, выходы схемы 16 синхронизации соединены с формирователем 12 треугольного сигнала, синхронным генератором 10 одиночных импульсов, схемой 13 совпадения, реверсивным счетчиком 14, итоговым регистром 15, а вход с синхронным генератором 1 О одиночных импульсов, выходы интегратора 5, триггера 11 и итогового регистра 15 являются выходами устройства.Гиротахометр работает следующим образом.При вращении основания вокруг оси У с угловой скоростью ЧЧУ возникает гироскопический момент Мг, под действием которого рамка 2 гироскопа 1 поворачивается так, что стремится совместить кратчайшим путем вектор кинетического момента Н гиооскопа 1 с вектором угловой скорости ЧЧУ. При поворотерамки 2 на выходе датчика угла 3 появляется электрический сигнал, который после усиления и интегрирования в блоках 4 и 5 (напряжение 05 фиг, 2 а) поступает на дифференцирующий фильтр 6, Сигнал с выхода фильтра 6(напряжение 06 фиг, 2 а) подается на преобразователь 7 напряжения в ток. На оси рамки 2 вследствие действия тока преобразователя 7 на датчик момента 8 появляется момент Мл, противодействующий дальнейшему повороту рамки 2. Выход интегратора 5 является аналоговым выходом устройства, Для преобразования аналогового сигнала в широтно-импульсный служит компаратор 9, синхронный генератор 10 одиночных импульсов, триггер 11, формирователь 12 треугольного сигнала и схема 16 синхронизации, Собственно преобразование осуществляется в компараторе 9, который производит сравнение аналогового сигнала (напряжение 05 фиг. 2 а) с треугольным напряжением (012 фиг. 2 а) выделенным иэ стабильного по частоте и амплитуде прямоугольного сигнала с выхода схемы синхронизации - 016 фиг, 2 а (частота 100 Гц, амплитуда 6,2 В). Если аналоговый сигнал с интегратора 5 меньше треугольного напряжения, то на выходе компаратора 9 высокий логический уровень, если больше, то низкий (напряжение 09 фиг. 2 б). Для синхронизации выходной импульсный последовательности компаратора 9 служат блоки 10 и 11, работающие под управлением схемы 16, которая вырабатывает четыре импульса, распределенные последовательно во времени (016,1, 016.2, 016,3, 016.4 фиг, 3) с частотой следования 250 кГц и задержкой относительно друг друга 1 мкс, При смене знака напряжения на выходе компаратора 9 (например, с низкого логического уровня на высокий) генератор 10 по первому пришедшему эа этим событием импульсу 016.1 вырабатывает одиночный импульс 010.1 (фиг.2 в) установки РЯ-триггера 11 в состояние "1" (по Я входу). Если на выходе блока 9 происходит изменение сигнала с высокого уровня на низкий, то генератор 10 вырабатывает одиночный импульс 010,2 (фиг. 2 в) по первому поступившему импульсу 016.1 и устанавливает триггер 11 по Я-входу в состояние "О". Таким образом, на выходе триггера 11 (напряжение 011 фиг. 2 г) формируется сигнал угловой скорости с широтно-импульсной модуляцией, синхронизированный импульсами 016.1 (фиг. За), Преобразование широтно-импульсного сигнала угловой скорости в цифровой код производится в блоках 13-15. Выходное напряжение триггера 11 вместе с импульсами 0 16,2 (фиг. Зб) с блока 16 поступает на вход схемы 13. При высоком уровне догического сигнала на выходе триггера 11 импульсы 016.1 поступают на суммирующий вход счетчика 14, при низком на вычитающий. Цикл измерения, суммирование-вычитание определяется моментами перехода триггера 11 из "О" в "1", Синхроимпульсы с выхода блока 10, осуществляющие этот переход, подаются на вход схемы 16 и инициализируют выдачу одиночных импульсов 01.6.3, 016.4 (фиг;Зв, г) на блоки 14 и 15. По импульсу 016,3 (фиг. Зв), следующему эа моментомперехода триггера из "0" в "1" (импульс 10,1 фиг. 2 в) производится запись в регистр 15 результата счета с выхода блока 14, а по импульсу 016.4 (фиг. 3.2), следующему за этим же переходом импульсом 010.1 (фиг.2 в), осуществляется сброс счетчика 14 и начало нового счета. Выход блока 15 является выходом цифрового кода устройства. Формул а изобретен ия Гиротахометр, содержащий двухстепенной гироскоп, датчик угла, усилитель, интегратор, датчик момента, причем выход усилителя подключен к входу интегратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введены дифференцирующий фильтр, преобразователь напряжения в ток, компаратор, синхронный генератор одиночных импульсов, триггер, формирователь треугольного сигнала, схема совпадения, реверсивный счетчик, итоговый регистр и схема синхронизации, причем выход датчика угла соединен с входом усилителя, выход интегратора соединен с входом дифференциального фильтра и с первым входом компаратора и является аналоговым выходом гиротахометра, выход дифференцирующего фильтра соединен с входом преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с датчиком момен та, второй вход компаратора соединен с выходом формирователя треугольного сигнала, выход компаратора соединен с первым входом синхронного генератора одиночных импульсов, выход которого сое динен с входом триггера и входом схемысинхронизации, выход триггера соединен с первым входом схемы совпадения и является импульсным выходом широтно-импульсной модуляции гиротахометра, первый 15 выход схемы синхронизации соединен свходом формирователя треугольного сигнала, второй выход соединен с входом синхронного генератора одиночных импульсов, третий выход с вторым входом схемы совпа дения, четвертый выход - с вторым входомреверсивного счетчика, пятый выход - с вторым входом итогового регистра, выход которого является выходом цифрового кода устройства, а первый вход итогового регист ра подключен к выходу реверсивного счетчика, первый вход которогоо подключен к выходу схемы совпадения.1677642 Составитель А, ДетковТехред М,Моргентал Корректор М. Кучерява есив акт твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин ои аз 3112 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5