Измерительное устройство гидродинамического лага

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1901909до делам лаабретеннк н открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЛАГА ка 15подкои сущдродимы Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано для измерения скорости судна и пройденного пути.Известны гидродинамические лаги, которые содержат приемную трубку, сильфон и пружинно-рычажную измерительную систему, включающую в себя рычаг, пружину, датчик положения рычага, усилитель, двигатель, редуктор с эксцентриком квадратичного профиля, шкалу и электромеханический интегратор с индикатором пройденного рассто яния Ц .Наличие в измерительной цепи у занных лагов большого количества вижных элементов вследствии влияния трения, мертвых ходов и т.п, огранич вает возможность повышения точности измерения скорости судна и пройденного им расстояния.Наиболее близким по техничес ности к изобретению является ги намический лаг американской фир"Еазегп Со", содержащий тензометрический датчик скорости, электронную измерительную систему и индикатор скорости. Измерительная система предс" тавляет собой усилитель постоянного тока, на выходе которого усиленный сигнал тензодатчика, имеющий квадра" тичную зависимость от скорости судна, преобразуется методом кусочно-линейной аппроксимации в напряжение постоянного тока, пропорциональное скорости судна. Возникшее напряжение поступает на индикатор скорости - вольтметр постоянного тока 1.2 .К недостаткам этого устройства относятся наличие схемы прямого (некомпенсационного) метода измерения на постоянном токе, подверженной влиянию таких дестабилизирующих факторов, как изменение параметров напряжения питания, дрейф нуля усилителя, старение элементов, температура окружающей среды, электрические и магнитные поме. хи, Кроме того, преобразование квад 3 90190ратичной зависимости в линейную методом кусочно-линейной аппроксимации вносит значительные систематические погрешности,Указанные недостатки прототипа непозволяют получить точность лучше 24от верхнего предела измерения скорости.Цель изобретения - повышение точности измерения скорости судна и прой.10денного расстояния,Указанная цель достигается тем,что измерительная система известного лага снабжена суммирующим усилителем, усилителем мощности и квадратич зным тахокомпенсатором, выполненном ввиде размещенных на одном валу сдвигателем двух тахогенераторов игенератора импульсов, причем выходпервого тахогенератора через усилитель мощности подключен к обмотке возбуждения второго тахогенератора, выходкоторого подключен ко входу суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен выход тензометрическогодатчика скорости, выход суммирующегоусилителя подключен к обмотке управления двигателя, а выход индикаторногоустройства подключен к генераторуимпульсов.При этом индикаторное устройствовыполнено в виде двух каналов, один изкоторых содержит последовательно включенные частотомер и индикатор скорости, а другой - счетчик импульсови индикатор пути.На чертеже представлена функциональная схема устройства - измерительнаясистема гидродинамического лага.Устройство содержит тензометрический датчик 1 скорости, суммирующийусилитель 2, электродвигатель 3,два техогенератора 4 и 5, усилитель 6мощности генератор 7 импульсов, частотомер 8, счетчик 9 импульсов, индикатор 1 О скорости, индикатор 11 пройден-ного расстояния. Электродвигатель 3,тахогенераторы 4 и 5 и генератор 7 им"пульсов расположены в одном корпусетахокомпенсатора 12, а их роторы находятся на одном валу,50Устройство работает следующим образом.Тензометрический датчик 1 скорос ти предназначен для преобразованиягидродинамического давления р в пропорциональное ему электрическое напряжение О, т.е,О : К.р (1) 9Так как давление р связано со скоростью судна Ч квадратичной зависимостьюр = К, Ч, (2 Это напряжение, снимаемое с тензометрического датчика скорости, такжепропорционально квадрату скоростисудна, т.е,О = КЧ (3)В формулах (1), (2) и (3) К,КК - коэффициенты пропорциональности,Выход тензометрического датчика 1скорости подключен к одному из входовсуммирующего усилителя 2; выход которого подключен к обмотке управленияэлектродвигателя 3 тахокомпенсатора12. Генераторная обмотка тахогенератора 4 через усилитель 6 мощностиподключена к обмотке. возбуждения тахогенератора 5. Генераторная обмоткатахогенератора 5 подключена ко второму входу суммирующего усилителя 2, К выходу генератора 7 импульсовподключены индикатор 10 скорости через частотомер 8 и индикатор 11 пройденного расстояния через счетчик 9 импульсов. При движении судна на выходе танзометрического датчика 1 скорости возникает электрический сигнал, величина которого определяется выражением (3).Этот сигнал усиливается суммирующимусилителем 2 и поступает на обмоткууправления электродвигателя 3 тахокомпенсатора 12. Ротор электродвигателя 3 приводится во вращение, а вместес ним и роторы тахогенераторов 4 и 5 игенератора 7 импульсов. На генераторной обмотке тахогенератора 4 возникаетнапряжение О , величина котороготгпропорциональна скорости вращенияротора Л(4)где К - коэффициент пропорциональТГности,Сигнал, определяемый выражением (4), через усилитель 6 мощности скоэффициентом усиления К подаетсяна обмотку возбуждения тахогенератора5, на генераторной обмотке котороговозникает напряжениеЬг =Кч Отг Л =К Й, (5) где К= К.КСигнал, определяемый выражением(5), подается на вход суммпирующего усилителя 2, где сравнивается с сигналом тензометрического датчика 1 ско5 9019 рости, величина которого определяет ся выражением (3), т.е.к,ч=к Ф (6)Из выражения (6) следует, что5а 4 Ь ч- кч 7) где К =к" - коэффициент пропорциональности.Из выражения (7) следует, что каж дому значению измеряемой скорости судна М соответствует установившаяся угловая скоростьвращения ротора электродвигателя 3, а значит и частота генератора 7 импульсов, 15Таким образом, частота следования импульсов генератора импульсов пропорциональна измеряемой скорости судна ч, количество этих импульсов - пройденному судном расстоянию, 20Частота импульсов измеряется частотомером 8, к выходу которого подключен индикатор 10 скорости. Количество импульсов подсчитывается счетчиком 9, а результат фиксируется на индикаторе 25 пройденного расстояния 11,Формула изобретения1. Измерительное устройство гидро- зв динамического лага, содержащее тензометрический датчик скорости, измер " тельную систему и индикаторное устрой 09 6ство, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения скорости и пройденного расстояния, измерительная система снабженасуммирующим усилителем, усилителем мощности и квадратичным тахокомпенсатором, выполненном в виде размещенных на одном валу с двигателем двухтахогенераторов и генератора импульсов, причем выход первого тахогенерато.ра через усилитель мощности подключенк обмотке возбуждения второго тахогенератора, выход которого подключен ко входу суммирующего усилителя,ко второму входу которого подключен вы"ход тензометрического датчика скорости, выход суммирующего усилителя подключен к обмотке управления двигателя,а вход индикаторного устройства подключен к генератору импульсов2. Устройство по и,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что индикаторное устройство выполнено в виде двухканалов, один из которых содержит последовательно включенные частотомер ииндикатор скорости, а другой - счетчик импульсов и индикатор пути.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Власов И,В.и др. Гидродинамичес.кие лаги. Л., 1967, с. 217-337,2. Патент США М 371908,кл. С О 1 С 21/12, 1973 (прототип),901909 Тираж 882 П Государственного коми делам изобретений и от Москва,Ж, Раушская каз 12369/53 ВНИИП по 113035, писноета СССР ытиибд.4/ город, ул, Проект л ППП "Патент",фили Составитель Л.Марианактор Е.Папп Техред М, Гергель Корректор В.Бутдгае е е ж т е