Электромеханическое полигармоническое синусно-косинусное множительное устройство

 

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ПОЛИГАРМОНИЧЕСКОЕ СИНУСНО-КОСИНУСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, в котором размещены модулирующий узел и привод, перпендикулярно оси вращения которого в корпусе установлена внутренняя жесткая стенка с направляющими отверстиями, а модулирующий узел состоит из модулирующего диска,, установленного на оси вращения привода и упругодеформируемых пластин, число которых вдвое превышает число перемножае1Ф1Х гармонических сигналов, одни концы упругодеформируемык пластин жестко .. закреплены под соответствующими углами на внешней ,6оковой стенке корпуса , а другие концы скреплены с соответствующими ползунами, которые через направляющие отверстия внутренней жесткой стенки контактируют с модулирующим диском, в середине каждой из упругодеформируемых пластин попарно на противоположных сторонах размещено по четыре тензорезистора, которые вклК)чены дифференциально в плечи соответствукяцего перемножающего моста, одни диагонали всех перемножающих мостов подключены к.общему источнику электрического сигнала, который является одним из сомножителей , а другие являются соответственно синусными и косинусными выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и снижения габарттов устройства, в нем модулирующий диск установлен перпендикулярно оси вращения привода и снабжен замкнутыми пазами, концентрически расположенными относительсл но оси вращения, причем профили глубины замкнутых пазов выполнены переменными в виде гармонических функций являющихся другими сомножителями соответствующих номеров гармоник, номера гармоник возрастают в направлении от центра к периферии модулируюОд щего диска, в каждом замкнутом пазу 00 00 00 00 которого размещена в контакте с профилем его глубины пара ползунов соответствующих упругодеформируемых пластин, при этом ползуны синусных трактов различных гармоник располо . жены в направлении одного радиуса модулирующего диска, а ползуны косинусных трактов каждой гармоники сдвинуты относительно него на угол, кратный CZk-1 )- , где К 1,2,... п (п - номер гармоники).

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5ц G 06 G 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3554485/24-24 (22) .18.02.83 (46) 23. 06. 85. Бюл. 11 23, (72) А.Б.Лукашенок и М. В.Ушаков (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 681. 3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 934491, кл, 6 06 G 7/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N» 1016795, кл ° G Об G 7/16, 1982. (54)(57) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ПОЛИГАРМОНИЧЕСКОЕ СИНУСНО-КОСИНУСНОЕ

МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, в котором размещены модулирующий узел и привод, перпендикулярно оси вращения которого в корпусе установлена внутренняя жесткая стенка с направляющими отверстиями, а модулирующий узел состоит из модулирующего диска,. установленного на оси вращения привода и упругодеформируемых пластин, число которых вдвое превышает число перемножаемых гармонических сигналов, одни концы упругодеформируемых пластин жестко закреплены под соответствующими углами на внешней, боковой стенке корпуса, а другие концы скреплены с соответствующими ползунами, которые . через направляющие отверстия внутренней жесткой стенки контактируют с модулирующим диском, в середине каждой из упругодеформируемых пластин

„„SU„, 1163 33 A попарно на противоположных сторонах размещено по четыре тензорезистора, которые включены дифференциально в плечи соответствующего перемножающего моста, одни диагонали всех перемножающих мостов подключены к общему источнику электрического сигнала, который является одним из сомножителей, а другие являются соответственно синусными и косинусными выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и снижения габаритов устройства, в нем модулирующий диск установлен перпендикулярно оси вращения привода и снабжен замкнутыми пазами, кон- . З центрически расположенными относитель- уу но оси вращения, причем профили глу- %ФУ бины замкнутых пазов выполнены переменными в виде гармонических функций являющихся другими сомножителями соответствующих номеров гармоник, номера гармоник возрастают в направлении от центра к периферии модулирующего диска, в каждом замкнутом пазу которого размещена в контакте с профилем его глубины пара ползунов со-, ответствующих упругодеформируемых пластин, при этом ползуны синусных трактов различных гармоник располо.жены в направлении одного радиуса модулирующего диска, а ползуны косинусных трактов каждой гармоники сдвинуты относительно него на угол»,фЭ» кратный (3.К-I ) » где К=1»2».... п (и — номер гармоники).

63333 2

55 .

1 11

Изобретение относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам, предназначено для одновременного синхронного умножения произвольного электрического сигнала, заданного, например, в виде напряжения, на полигармонические функции з1п пМ и cos nut, и может быть использовано в аппаратуре гармонического анализа, в частности для экспериментальных исследований нестационарных характеристик летательных аппаратов путем продувок в аэродинамической трубе методом вынужденных колебаний.

Цель изобретения — повышение точности и снижение габаритов устройства.

На фиг. 1 представлена конструкция электромеханического полигармонического сииусно-косинусного множительного устройства; на фиг.2— модулирующий диск с замкнутыми пазами, в частности, для случая умножения на зависимости первых трех .гармоник (ь1,2,3); на фнг. 3 — поперечные круговые развертки пазов по средним линиям; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема отдельного моногармоничного канала устройства.

Устройство состоит из механической и электрической частей.

Механическая часть (фиг.1) содержит корпус 1, в боковых стенках которого в подшипниках 2 и 3 расположен вал 4, на котором закреплен модулирующий диск 5, связанный с приводом (,электродвигателем ) 6, и упругодеформируемые пластины 7 и 8, количество которых вдвое превышает число гармоник, с размещенными на них попарно на обеих сторонах тензорезисторами 9. Модулирующий диск 5 имеет (фиг.2 ) концентричные замкнутые (кулачковые ) пазы 10 в виде ленточных окружностей, соосных с осью вращения диска 5, средние круговые линии глубин профилей которых (фиг.3) представляют собой гармонические (синусоидальные) функции соответствующего номера гармоники, например первого (n1), второго (n=2) и третьего (в**3), Пластины 7 и 8 закреплены консоль но на одной боковой стенке корпуса

1, а свободные концы каждой из них защемаены в ползунах 11 и 12, которые находятся в направляющих отвер5

45 стиях внутренней жесткой стенки кор. пуса, имеют продольный безлюфтовый контакт с соответствующими пазами

10 и расположены в синусных каналах всех гармоник устройства (ползуны

11) в направлении радиуса диска 5, а в косинусных каналах (ползуны 127 сдвинуты относительно него в тракте каждой отдельной гармоники на угол, кратный (2 К "1 ), где К =1,2..., n (ь" номер гармонйки). В частности, для удобства компоновки эти углы составляют в данном варианте в каналах первой и третьей гармоник 90 а второй гармоники " 45, причем они пригодны и для спучаев n=5,6,9 и

10 соответственно при наличии у диска 5 пазов 10 с соответствующими профилями глубин, кроме того, чередование замкнутых пазов в направлении от центра диска к его периферии соответствует увеличению порядка гармоники.

Упругие пластины 7 и 8 сориентированы вдоль оси вращения и выполнены из пружинной стапи, образуя вместе с размещенными на них тензорезисторами 9 отдельные тензометрические элементы.

Электрическая часть устройства (фиг.4) состоит из идентичных пар (по числу гармоник ) перемножающих мостов 13 и 14 с дифференциально включенными в противоположные плечи тензорезисторамн 9 упругих пластин

7 и 8. Входные диагонали перемножающнх мостов 13 и 14 подключены параллельно к выходам источника 15 электрического сигнала-сомножителя, например, в виде напряжения u(t), являющегося электрическим входом устройства, а выходные их диагонали образуют выходы устройства и соединены с соответствующими индикаторами 16 и 17 произведений (например, с магнитоэлектрнческими приборами).

Устройство работает следующим образом.

При вращении с помощью привода 6 вала 4 с постоянной угловой скоростью о за счет сочленения пазов 10 диска

5 с ползунами 11 и 12 соответствующие пластины 7 и 8 испытывают продольные деформации, кратные синуснокосинусным закономерностям той или иной гармоники и, транспортирующиеся в пропорциональные изменения приращений сопротивлений размещенных

1163333 на них тензорезисторов 9, например, включенных в плечи мостов 13

R (t)=R +dR sin n at мостов 14

R<(t) = R +4R соз пой где К вЂ” средняя величина сопротивления тензорезистора, т.е. при недеформированном

1нейтральном)состоянии упругой пластины

DR-sxnmlt u.

DR cos nest — изменение приращения этого сопротивления с учетом знака на растяжение.или сжатие тен- зорезистор а.

В результате согласно известному свойству четырехплечных мостов осуществлять умножение сигнала во входной диагонали, т.е. U(t), на функции изменения сопротивлений активных плеч, а именно sin пай или cos nu)t с их выходных диагоналей снимаем электрические сигналы, пропорциональные в мостах 13

= U(t) sin n, п в мостах 14

° n

U(t) cos ncot, фиксируемые соответствующими индикаторами 16 и 17 произведений.

Предлагаемое устройство характеризуется повышенной точностью работы.

Это обеспечивается прежде cicего применением деформирующего механизма с передачей усилий тензометрическим элементам в направлении, продольном оси вращения привода, что повышает вибродинамическую устойчивость под15 вижных элементов конструкции и a geлом увеличивает ее надежность функционирования. Важным является также использование в качестве тензометрических элементов дифференциальных мостов, расположенных на упругих пластинах с косинусоидальной прогибью, которым присуща линейность трансфор" мирования механических нагрузок в электрические сигналы за счет исключения из законов деформации парази ных составляющих высших гармоник.

1163333

1163333

)5сййаИ

tjc0$f1

Составитель Ю. Козлов

Редактор С. Саенко Техред Т.Дубинчак Корректор А.Обручар

Заказ 4104/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4