Устройство для испытания гироприборов

 

() )) 616868

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17.10.75 (21) 2181706/18-23 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, Кл.

С 01С 25/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (53) УДК 620.178 (088.8) ло делан изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (72) Авторы изобретения

Е. А. Измайлов, Я. Д. Воротинов, А. А, Гордасевич и В. 10. Чижиков

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИРОПРИБОРОВ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к средствам испытания гироскопических приборов, и может быть использовано для определения параметров гироприбора при ускоренном движении основания.

Известно устройство для определения параметров гироприборов. Оно содержит источник питания, стенд продольных ускорений, два входных зажима и три канала регистрации (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность на инфранизких частотах механических колебаний, что связано с ограничениями на низкой частоте, которые накладываются используемыми в каналах регистрации датчиками и электронными блоками.

Кроме того, эти устройства позволяют определить лишь одну характеристику— собственную частоту колебаний гироприбора, между тем как практические задачи требуют знания приведенных коэффициентов передачи списывающего устройства и демпфирования.

Целью изобретения является повышение точности испытаний на инфранизких частотах. Для этого предлагаемое устройство снабжено двумя вращающимися трансформаторами, роторы которых механически связаны со стендом продольных ускорений, выходы вращающихся трансформаторов соединены с управляющими входами каналов регистрации, а входы — с источником

5 питания прибора, сигнальные входы первого и второго каналов регистрации подключены к одному входному зажиму, сигнальный вход третьего канала регистрации связан со вторым входным зажимом, причем

1О управляющие входы первого и третьего каналов регистрации присоединены к выходу одного вращающегося трансформатора, а управляющий вход второго канала регистрации — к выходу второго вращающегося

15 трансформатора, каждый канал регистрации состоит из фазочувствительного усилителя, фильтра низкой частоты, разделительного элемента, инвертора, сумматора и регистрирующего прибора, соединенных последовательно, причем второй вход сумматора подключен к выходу фильтра низкой частоты.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устрой25 ства для испытания гироприборов.

Предлагаемое устройство состоит из стенда 1 продольных ускорений, с которым механически связаны роторы вращающихся трансформаторов 2 и 3. Рабочие обмотки

30 трансформаторов запитываются от источ676868

3 йика 4 питания испытываемого прибора.

Синусный выход вращающегося трансформатора 2 соединен с управляющими входами первого и третьего каналов регистрации 5 и 6, а косинусный выход вращающегося трансформатора 3 — с управляющим входом второго канала регистрации 7, Сигнальные входы первого и второго каналов регистрации 5 и 7 подключены к одному входному зажиму, а сигнальный вход третьего канала регистрации 6 — ко второму входному зажиму. Каждый канал регистрации состоит из фазочувствительного усилителя 8, фильтра 9 низкой частоты, разделительного элемента 10 по постоянному току, инвертора 11, сумматора 12 и регистрирующего прибора 13, соединенных последовательно, причем второй вход сумматора

12 подключен к выходу фильтра 9 низкой частоты. К входным за>кимам подключены выходы испытуемого прибора 14 соответственно по первой и второй координатам.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. На стенд продольных ускорений устанавливается испытуемый прибор и подключается к источнику 4 питания, выходные зажимы прибора по обеим коор- динатам присоединяются к соответствующим входным зажимам устройства. При включении приборов по схеме, указанной на чертеже, на выходе фазочувствительных усилителей 8, включенных в канал измерения, получим сигналы, постоянные составляющие которых пропорциональны соответственно синхронным и квадратурным составляющим входного сигнала по двум координатам. Действительно, если перемещение S испытуемого прибора описывается уравнением вида:

S = So 81паг, то выходной сигнал прибора по одному из каналов U> может быть записан в виде:

U, = S,à k, sin( — коэффициент передачи списывающего устройства по возмущению по первой координате; > — угол сдвига по фазе выходного сигнала относительно возмущения; — частота питания списывающего .устройства.

Сигнал на выходе вращающегося трансформатора 2 может быть представлен в виде:

U, = k,S, sin

Сигнал U3 на выходе фазочувствительного усилителя 8 может быть представлен как произведение входного сигнала и управляющего, следовательно:

U — U> /а — Sp® kÀ sin(а" y) X

>< sin t. з1п У = — S à k,k, cos q—

Sî(o k,kð cos (2о> — q)—

1 — — S,. %,k, соя 2У (соя р — сов (2 / — ч ) .

10 Из выражения (1) следует, что постоянная составляющая на выходе фазочувствительного усилителя 8 пропорциональна амплитуде синфазной составляющей выходного сигнала прибора по первой координате.

15 Аналогично рассуждая, получим выражение для определения величины сигнала U4 на выходе фазочувствительного усилителя канала 7.

U, = 5 а k,k, sin (аt — q) cos ай1п (t = — 2

= — — Sz » k,k4 sin rp + — 5,, k,k,)(4 4

>< з1п (2аt + y) — — Я k,/г, Р

25

>< (sin(2;>t — y) — sin р), где /г4 — коэффициент передачи вращающегося трансформатора 3.

Зо

Таким образом, постоянная составляющая на выходе фазочувствитсльного усилителя канала измерения 7 пропорциональна квадратурой составляющей выходного сиг35 нала по первой координате.

Из схемы устройства и вышеприведенных выкладок следует, что постоянная составляющая на выходе фазочувствительного усилителя канала измерения 6 будет про40 порциональна синфазной составляющей выходного сигнала по второй координате.

Рассмотрим далее работу одного из каналов регистрации. С выхода фазочувствитсльного усилителя 8 сигнал поступает на

45 вход фильтра 9 низкой частоты, отсеивающего составляющие сигнала на частоте питания вращающегося трансформатора и списывающего устройства прибора. Следовательно, на выходе фильтра низких частот

50 имеем сигнал, являющийся суммой первых двух слагаемых выражения (1). Далее канал обработки информации разветвляется, При прохождении сигнала через корректирующую цепочку, составленную из блоков

10 и 11, из него с помощью разделительного элемента 10 выделяется переменная составляющая, а инвертор 11 сдвигает ее по фазе на 180 . Таким образом, на один вход сумматора 12 поступает сумма постоянной

50 и переменной составляющих, а на другой— инвертированная переменная составляющая, и, следовательно, на выходе сумматора 12 получим искомую постоянную составляющую, пропорциональную синфазной со65 ставляющей выходного сигнала прибора, 676868 — (b,à) cos

k — коэффициент передачи списыва- 4О ющего устройства по возмущению, по координате а;

b — приведенный коэффициент демпфирования; а — частота колебаний; 45 причем k, b> — искомые неизвестные.

Выражение (2) показывает, что знание величин синфазной и квадратурной составляющей выходного сигнала испытуемого прибора, которые могут быть получены при 5О использовании предлагаемого устройства, позволяет рассчитать коэффициент передакоторая фиксируется регистрирующим прибором 13.

Аналогично работают и два других канала. Следует подчеркнуть, что обработка сигналов в фазочувствительных усилите- 5 лях — электронных устройствах, наиболее критичных к инфранизким частотам, ведется на высокой частоте питания гироприбора и вращающихся трансформаторов, а не на частоте возмущения, что позволяет ис- 10 пользовать предлагаемое устройство для испытаний на инфранизких частотах.

Знание величин синфазной и квадратурной составляющих выходного сигнала прибора позволяет определить величины при- 15 веденного коэффициента демпфирования и коэффициента передачи списывающего устройства прибора по возмущению — ускоренному движению основания. Действительно, при воздействии на прибор 20 ускорения, изменяющегося по закону

a=aqsinet, огибающая выходного сигнала прибора, снимаемого с датчика угла, содержит составляющие, величины которых определяются значениями приведенных 25 коэффициентов демпфирования и передачи списывающего устройства по возмущению.

После окончания переходного процесса закон изменения огибающей выходного напряжения, снимаемого со списывающего ЗО устройства, например, по координате а испытуемого прибора можно записать в следующем виде:

О" ) "и" . З5 (1 — b,îÐ) -+- <оЧ чи списывающего устройства по возмущению и приведенный коэффициент демпфирования при испытаниях гироприбора на инфранизких частотах возмущения, Для определения тех же самых параметров по координате Р испытуемого прибора достаточно знать лишь синфазную составляющую огибающей выходного сигнала по этой координате. Это объясняется тем, что приведенные коэффициенты демпфирования по координатам а и Р одинаковы. Величину требуемой синфазной составляющей по координате Р получаем на выходе канала регистрации 6.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания гироприборов, содержащее стенд продольных ускорений, источник питания прибора, два входных зажима и три канала регистрации, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности испытания на инфранизких частотах, оно снабжено двумя вращающимися трансформаторами, роторы которых механически связаны со стендом продольных ускорений, выходы вращающихся трансформаторов соединены с управляющими входами каналов регистрации, а входы — с источником питания прибора, сигнальные входы первого и второго каналов регистрации подключены к одному входному зажиму, сигнальный вход третьего канала регистрации связан со вторым входным зажимом, причем управляющие входы первого и третьего каналов регистрации присоединены к выходу одного вращающегося трансформатора, а управляющий вход второго канала регистрации — к выходу второго вращающегося трансформатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый канал регистрации состоит из фазочувствительн ого усилителя, фильтра низкой частоты, разделительного элемента, инвертора, сумматора и регистрирующего прибора, соединенных последовательно, причем второй вход сумматора подключен к выходу фильтра низкой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ко 202531, кл. G 01С 19/06, 1973.

676868 (s

Составитель В. Фатеев

Техред Н, Строганова

Корректор Л, Орлова

Редактор Е. Дайч

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1777/10 Изд. № 469 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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