Устройство для измерения нестабильности угловой скорости

 

УСТРОЙСТЙО ДЛЯИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ, содержащее подвижный и неподвижный растры, осветители и фотопрпемники, оптически согласованные через растры , и измеритель временных интервалов , Р тли ч а ю ц ее ся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй измеритель временных интервалов, блок преобразования кода, две линии задержки, блок промежуточной памяти, дифференциальный усилитель, согласующий фильтр и ч анализатор спектра, при этом метки подвижного растра выполнены в виде круговой кодовой шкалы в двоичном коде Грея, а в неподвижном растре в виде радиально расположенных отверстий различного разряда, при этом выходы фотоприекников подключены к блоку преобразования, выход последнего через линию задержки подсоединен к управляющему входу согласующего фильтра, подключенного своим выходом к анализатору.спектра, выход фотоприемника младшего разряда параллельно, подключен к двум измерителям временных интервалов, один из которых через| вторую линию задержки соединен с перт tn вым входом дифференциального усилителя , а второй через блок промежуточс ной памяти - с вторым входом дифференциального усилителя, соединенного выходом с входом согласующего фильт- Р w pa. со 00 О1 4

„„SU„„1013854 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О 3

РЕСПУБЛИК

3(Я} G 01 Р 3 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ- ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3354328/18-10 (22) 18.11.81 (46) 23.04.83. Б1ол. }} 15 (72) A.|0.Ñèìîsñêèé, A.Ä.Âîë÷åê, Р .М. Приеэжев, Н.Д.Жолткевич и

Z.a.Грицай (53) 531.776(088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

}} 515995, кл. 6 01 Р 3/36, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

}} 645090, кл. G 01 P 115/08, 1977 . (прототип).

У (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕСТАБИЛЬНОСТИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ, содержащее подвижный и неподвижный растры, осветители и фотоприемники, оптически согласованные через растры, и измеритель временных интервалов, о т л и ч а ю ttt е е ся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй .измеритель временных интервалов, блок преобразования .кода, две линии задержки, блок промежуточной памяти, дифференциальный усилитель, согласующий фильтр и анализатор спектра, ltpH этом метки подвижного -растра выполнены в виде круговой кодовой шкалы в двоичном коде Грея, а в неподвижном растре— в виде радиально расположенных отверстий различного разряда, при этом выходы фотоприемников подключены к блоку преобразования, выход оспеднего через линию задержки подсоединен к управляющему входу согласующего фильтра, подключенного своим выходом к анализатору-.спектра, выход фотоприемника младшего разряда параллельно, подключен к двум измерителям временных интервалов, один из которых черезов вторую линию задержки соединен с пер. вым входом дифференциального усилителя, а второй через блок промежуточ ной памяти - с вторым входом диффе- С ренциального усилителя, соединенного выходом с входом согласующего фильт- Я ра.

О и

1013854, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании характера изменения угловой скорости объектов, работающих в условиях -неустановившихся режимов вращения и знакопеременных нагрузок.

Известно устройство для измерения нестабильности угловой скорости вращения вала, содержащее диск с метками, по одну сторону которого !О размещен источник света, по другую фотоприемник, подключенный к триггеру запрета и элементам совпадения (13

Недостатком данного устройства является невысокая точность иэмере- 5 ний.

Известно устройство для измерения нестабильности угловой скорости, содержащее подвижный и неподвижный растры, осветители и фотоприемники, оптически согласованные через растры и измеритель временных интерваловЯ.

Однако известное устройство не решает задачи разделения частотных составляющих нестабильности угловой око- 25 !

1 рости. A возникающий при выполнении диска разброс расстояний между метками и неравномерность ширины самих меток определяют составляющую погрешность, которая здесь не учитывается.

Целью изобретения является повышение точности измерения нестабильности угловой скорости путем коррекции погрешности и измерение амплитудно-частотных характеристик нестабильности путем спектрального преобразования сигн ала. ! нату подвижного диска 2 в коде Грея. .Сигналы оТ фотоприемников 5 по одиннадцати каналам Р„,..., Р поступают на вход блока 6 преобразования кода, где эта комбинация переводится в ристикой фильтра 12. Форма переходной характеристики формируется в соответствии с зависимостью неравномерности расположения меток на диске, полученной в процессе калибровки, и реализу-. ется с помощью одиннадцати переходПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нестабильности угловой скорости, содержащее подвижный и неподвижный растры, осветители и фотоприемники, оптически согласованные через растры, и измеритель временных интервалов, введены второй измеритель временных интервалов, блок преобразования кода, две линии задержки, блок промежуточной памяти, дифференциальный усилитель, согласующий фильтр и анализатор спектра, при этом метки подвижного растра выполнены в виде круговой кодовой шкалы в двоичном коде

Грея, а в неподвижном растре - в виде радиально расположенных отверстий различного разряда, выходы фотоприемников подключены к блоку преобразования, выход последнего через линию задержки подсоединен к управляющему входу согласующего фильтра, подключенного своим выходом к анализатору, 60 спектра, выход фотоприемника младшего разряда параллельно подключен к двум измерителям временных интервалов, один из которых через вторую линию задержки соединен с первым входом дифференциального усилителя, а второй через блок промежуточной памяти — с вторым входом дифференциального усилителя, соединенного выходом с входом согласующего фильтра.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 — осветители, диски и фоточувствительные элементы, конструктивное расположение; на фиг. 3 — подвижный диск; на фиг.4 — неподвижный диск.

Устройство состоит из растрового фотоэлектрического преобразователя

1, содержащего подвижный 2 и неподвижный 3 растры, осветители 4 и фотоприемники 5, включенные по каналам

Р,..., P> на вход блока 6 преобразования кода рисунка диска (кода Грея) в нормальный двоичный код. Фоточувствительный элемент 0 -го разряда подсоединен ко входам измерителей 7 и

8 временных интервалов, нагруженных на линию 9 задержки и блок 10 промежуточной памяти. Линия 9 задержки и блок 10 промежуточной памяти включены в плечи дифференциального усилителя

11, на выходе которого стоит согласованный фильтр 12 и анализатор 13 спектра. Блок 6 преобразования кода через линию 14 задержки соединен с цепью управления согласованного фильтра 12 ° Рисунок круговой кодовой шкалы подвижного диска 2 выполнен в виде концентрических чередующихся прорезей и затемнений 15, формирующих код Грея. Рисунок соосного ему неподвижного диска 3 выполнен в виде г радиальных прорезей 16 для считывания кода.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от осветителей 4, проходя через диски 2 и 3 в момзнт совмещения их меток 15 и 16, попадает на приемники 5, в качестве которых могут быть, например, применены одиннадцать бескорпусных транзисторов типа КТ360Б. Таким образом, при вращении диска 2 формируется одиннадцать последовательностей импульсов. В каждый момент времени эти последовательности представляют собой кодовую комбинацию, определяющую угловую координормальный двоичный код и подается в цепи управления согласованного фильтра 12, управляя переходной характе1013854

Составитель B. Власов

Редактор П.-Коссей Техред И.Коштура Корректор С.Мекмар

Заказ 3008/53 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Х-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ных звеньев цепи управления фильтра

12. Таким образом происходит запоминание корректирующей функции элементами переходных звеньев цепи управления фильтра 12 °

Одновременно с этим импульсы млад- 5 щего разряда поступают на два измерителя 7 и 8 временных интервалов, причем первый измеритель 7 временных интервалов работает в режиме измерения мгновенных значений частоты следова- 10 ния импульсов, а дополнительный измеритель 8 временных интервалов работает в режиме измерения среднего эа время e(e =1 с; 10 с; 100 с ) значе-. ния частоты следования импульсов.

Сигнал с дополнительного измерителя, 8 временных интервалов запоминается в блоке 10 промежуточной памяти и обновляется через время 6 . Выходной сигнал блока 10 промежуточной памяти 2 ) поступает на одно из плеч дифференциального усилителя 11. На второе плечо дифференциального усилителя 11 поступает сигнал с первого измерителя 7 временных интервалов, задержанный на время 9 с помощью линии 9 задержки. Дифференциальный усилитель

11 производит вычитание этих двух сигналов и преобразует их разность в аналоговый сигнал, поступающий на вход согласованного фильтрата 12.

Таким образом, сигнал,-соответствующий нестабильности угловой .скорости, проходит через согласованный фильтр

12, освобождаясь с помощью записанной в фильтре 12 корректирующей функции от погрешности (помехи ), и.-поступает на вход анализатора 13 спектра. Для временной синхронизации сигнал блока

6 преобразования кода задерживается на время 9 с помощью линии 14 задержки. Выходная информация анализатора спектра 13 определяет, амплитудночастотные характеристики относитель. ной нестабильности угловой скорости.