Устройство для измерения траектории салшходной машины

 

Сок>а Советскии

Социалистическими, Республик

Зависимое от ав:. свидетельства М

Заявлен 15.111.1967 (¹ 1139597 30-15) л,1!1; А 01Ь

Приоритет

Опубликовано 16,1.1969. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 29Х.1969

Комитет чо делам изаоретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

У,l х 631.31:621 114.

2-52gч8 Я) Автор изобрете-:::я

С. Л. Литинский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ

САМОХОДНОЙ МАШИНЫ с присоединением заявки М

Изоб етение оiносится к област} ельского хозяйства и предназначено, в часткссти, для эксплуата ионных испытаний тракторов и других сельхозм а шин.

Известны устройства для бескантактного измерения траектории самоходной машины, используемые для исследования ее устойчивости и упразляемости, содержащие индукционные датчики, установленные ча ко.аннусе машины, и опорную линию, заданную -,оконесу- 10 щим п роводом, расположенн ым и ад (под} поверхностью движения. В таких устройствах точность измерения зависит от стабильности амплитлды переменного тока в опорном токонесущем проводе, а также от стабильности 1> глубины залегания этого провода ил.. высоты индукционного датчика относительнс провода.

В предложенном устройстве устранена зависимость измерения от нестабильности тока в опорном проводе и случайных изменений 20 высоты рамок-датчиков.

Это достигнуто тем, что B нем ус-.ановлен дополнительный амплитудно-фазовы . детектор, питаемый от линейного усилителя сигнала вертикальной рамки и усилителя-ограни- 25 чителя, выход которого через BL:÷èòàþùåå устройство с фиксированным ": ü! ÷ i: ò 2 Ð.,1 bl ì !; апряжением соединен со входом частотно-импульсного модулятора, запускающего широтНо-HMH) ëücHûÉ модулятор, 9 0 ко""рого lp- 30 рез вычита ощл устро, ство с ф ксировапным вычитасмым напряже,ием соединен с выходом основно; з амплитудно-фазового детектора.

Поскольку выходнои сигна I предлагаемого устройства имеет вид импульсов с переменной длительностью:i частотой повторения (широтно-импульсная и частотно-импульсная модуляция), возможна прямая запись этого сигнала на магнитную ленту, что является дополнительным преимуществом перед изгссчиыч индукционным траектографом.

IIa чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Опорная траектория задана на поверхности дг.:f>KQi .ия токонесущим проводом 1, в котором течет переменный ток i = I бич<>1, где

I — амплитуда тока, го — частота, 1 — время.

Измеряемое отклонение л„некоторой точки О корпуса само. .одной машины относительно опорного провода 1 определяется с помощью датчика 2, который представляет собой кольцевую горизонтальную рачку, содержащую ивичков провода, уложенного по окружности с диаметром D . Плоскость этой окружности параллельна поверхности движения.

Ксгда Y,,=- 0 (проекция центра рамки (датчика 2) на плоскость движения совпадает с проекцией ровода 1 иа ту >ке плоскость), то амплитуда "-,, индуктированного н рамке напри>кения равна нул!о. Если же х„=,= О, то

Е; >О, .причем в зависимости От знака фаза этого напряжения из»еняется на 180, т. е.

l>=- E> созР1! 11PII хр) 0 Il lg = — L, >. сов (!>1г+>т) при хр(0. Зависимость E= f (xp) достаточно линсйна при условии, что хр, =. 0,4 р> 0,25 D- +h", где h — высота рамки датчика 2 относительно провода 1.

Полученный в датчике 2 сигнал усиливается в 1(;; раза с помощью уси.1ителя 8 и подается в амплитудно-фазовый детектор 4.

Детектор получает необходимое опорное напряжение Hcll3>»ICFIHoil фазы и амплитуды следующим образом. На самоходной машине устанавливают второй индукционный датчик б, представляющий собой вертикальную ра»ку, содержащую n-. витков провода, уложенного по периметру прямоугольника, плоскость которого перпенди кулярна плоскости движения и параллельна оси опорного провода 1.

Амплитуда E- .напряжения, ш1дуктируемого в датчике б магнитным полем тока, протекающего в проводе 1, в определенных пределах практически не зависит от вели шны отклонения лр, а фаза этого напряжения остается неизменной при изменении знака хр.

После усиления и формирования с помощью усилителя-ограничителя б данное напря>кение 1>(Охкет слу кить oIIopHbihl для фязОВОГО детектора 4, поскольку имеет такую хке частоту, как напряжение на выходе усилителя 8, будучи неизменным по фазе и амплитуде.

Сигнал l.- датчика б усиливается в f(<; раз с помощью линейного усилителя б и детектируется фазовым детектором 7, получающим опорное напряжение от усилителя 8. Пол учеиное на выходе детектора 7 напряжение имеет неизменную полярность, поскольку фаза сигнала l; не зависит от знака хр.

Если амплитуда тока 1 в опорном проводе получает случайное приращение Л/, то благодаря линейности усилителей 8 и б и детекторов 4 и 7 относительные значения ир11рящсппй сигналов U4 и U-, будут одинаковы, т. е.

ЛУ, Лца > 4

То же самое будет иметь место пр1! с.1у !11!1ном изменении (в ограниченных пределах) высоты h рамки провода 1 (например, при переезде машины через неровность иа iioÄcpxности движения) .

Использование амплитудно-фазовых детекторов в опорном и сигнальном каналах значительно повышает помехоустойчивость устройства, поскольку ослабляет его восприимчивость к несинхронным помехам.

Таким образом, вели иша отиошешгя двух сигналов остается постоянной при случайных изменснипх I и /1. В то же вРемЯ вели шна 1!р будет линейно меняться в зависимости оТ значешья х,, поскольку Г! — — хр, тогда как

U; = сонэ((х,) .

Оста IbHbip элементы схемы служат для получешьч импульсного сигна":a, пропорциональг; ного

Выходное напряжение Ь -, детектора 7 подается на вход суммирующего устройства 9, ня второй вход которого подается постоянное опорное напряжение отрицательной полярности (Г),. Выходной сигнал устройства 9:

U,! — — (U)p+U-„èëè с учетом полярности сигналовв Up — — — (U) „+ U-,. Если ((U) p)) (U-,), то с ростом (U-,) выходной сигнал устройства 9 уменьшается по абсолютной величине.

Этот сигнал подается на вход частотно-импульсного»оду.!ятора (преобразователя 10), име1О1цего характеристику т

«>о (Т»>: «>а а «и (((/)а +×

1 где Т, = — - — период повторения импульсов

20 выходного напряжения преобразователя 10.

Выходное импульсное напряжение преобразователя 10 с частотой F, используется для запуска устройства 11, представляющего собой преобразователь напряжения в интервал времени (широтно-импульсный модулятор), выполненный по известной схеме.

Входllым cFII F12ëoi>! для $ строиствя 11 слу>кит напряжение, снимаемое с выхода сумми5О рующего устройства 12, на один вход которого подается напряжение (/! из фазового детектора, а на другой — постоянное опорное напряжение отрицательной полярности (/1.

Тогда U = — (U), + (У1) . В результате

З5 вход>и1й сигнал широтно-IIMIIglbcHol o модулятора будет иметь неизменную полярность при условии, 1то ((U) lp))((Г,)).

Выхо;п1ой сигнаl этого модулятора представляст собой импульсное напря)кение с ча40 стотой iloHTopcHия Г„и длительность!о т=-К 1Гр=/(1 (— (Г) lp>+ (1Г. )). Данный сшнал записывается на магнитную ICHT с помощью мап!Птофона 18.

Одновременно тот же сигнал подается в ви45 зуальны 1»II III

1> 11 К ИЗВСС 110 U!>>!x cl> AF

Т„

Где 71 — Я»и IIIT1да имп»,lbcoH

F частота Ilx повторения, 55 Т вЂ” 1„111TC !ЬПОСТЬ H.">IÏ»ËÜCOÂ.

В oHllcblilbc»oii »стро!ici ac Л = сопэ1 (х„) . (ОГ;13

К„1 — ((/) га (Crp)1

60 аых cl> - — 1 f . — / >!

«>а ((()» - - (Ч слс,овательио Г„„,р будет пропорциопальV1 ио отиошени!о Р„,= — — - . Проходящая через

U-, 65 .1О, >ь г >l етр пОстоя ни а я состЯв1я!Ош Я>! > Bb1383II235437 ная тем, что Т„)0 и т)0, при х„=0 компенсируется постоянным напряжением (U),,-.

Таким образом, выходной сигнал индикатора (подобный же индикатор используется и при воспроизведении магнитной записи в лабораторных условиях) буд "; пропорционален отклонению самоходной машины от опорной траектории.

Из полученного результата также видно, что случайные колебания амплитуды тока в токонесущем опорном проводе, как и случайные колебания высоты датчика 2, не будут влиять на результат измерения, т. е. на величину К . Не будут также влиять на точность измерения случайные (например, температурiIbIc) колебания коэффициентов усиления Кз и К„, если их приращения при изменении температуры или питающего напряжения будут иметь одинаковые знаки и относительные значения.

Вместе с тем, точность регистрации сигнала на магнитной ленте не будет зависеть от случайных колебаний ее параметров п даже скорости ее движения V, (поскольку с изменением в ограниченных пределах V, изменяются Т„и т так, что их отношение остается чеизменным) .

Предмет изобретения

Устройство для измерения траектории самоходной машины, содержащее опорный токонесущий провод, горизонтальную и вертикальную рамки-датчики с соответствующими линейными усилителями, усилитель-ограничитель сигнала вертикальнои рамки-датчика и амплитудно-фазовый детектор, питаемый ли1О нейным усилителем сигнала горизонтальной рамки и усилителем-ограничителем, от.гичаюи(eecл тем, что, с целью устранения зависимости измерения от нестабильности тока в опорном проводе и случайных изменений вы15 соты рамок-датчиков, оно снабжено дополнительным амплитудно-фазовым детектором, питаемым от линейного усилителя сигнала вертикальной рамки и усилителя-ограничителя, выход которого через вычптающее устройство

20 с фиксированным вычитаемым напряжением соединен со входом частотно-импульсного модулятора, запускающего широтно-импульсный модулятор, вход которого через вычитающее устройство с фиксированным вычптаемым на25 пряжением соединен с выходом основ ного амплитудно-фазового детектора.

235437

Составитель В. Дементьев

Редак-.ор B. Н. Торопова Техред Л. Я. Левина Корректор А. П. Татаринцева

Заказ 737/10 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2