Устройство для определения угла наклона объекта

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (и)896414 (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22)Заявлено 08.05.80 (21) 2921835/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82 ° Б1оллетеиь М 1

Дата опубликования описания 09. 01. 82 (51)М. Кл.

6 01 С 9/18

3ЪоударствеииыИ комитет

СССР (53) УДК 528.541 (088.8) llo делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

E. Н. Быстрова, В. Л. Кудрявцев и В. Лг-.=-бмородинский

1,, 1

1

1 (71 ) 3ая в и тель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения угла наклона объектов и может быть использовано в аппаратуре систем контролл и сигнализации изменений положения тел относительно горизонта.

Известны электронные следящие уровни, содержащие корпус, цилиндрическую ампулу, заполненную жидкостью с

1О воздушным пузырьком и электроды, между которыми введена обратная связь 311.

Известны устройства для определенил углов наклона объекта относительно горизонта, содержащие подве15 шенную в корпусе ампулу с жидкостью, оправа которой свлзана с электромагнитной системой, и дифференциальный конденсатор, электрический соединенный с электронным устройством управления электромагнитной системой 21.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения угла наклона объекта, со держащее магнитоэлектрический механизм,жестко связанный с чувствительным элементом, выход которого подключен ко входу 1азочувствительного усилителя (3).

Недостатком данного устройства является необходимость дополни. кельного преобразования сигнала для получения информации об угле наклона объекта в цифровом виде. Введение дополнительных преобразователей информации вносит собственную погрешность в систему и приводит к потере точности.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее магни- тоэлектрический механизм, жестко связанный с чувствительным элементом, выход которого подключен ко входу фазочувствительного усилителя, введены последовательно соединенные эле

896414

40 мент И, реверсивный счетчик и кодирующее устройство, а также генератор псевдослучайных чисел и делитель чаатоты, причем первая группа входов кодирующего устройства соединена с выходом реверсивного счетчика, первый . вход элемента И соединен с выходом фазочувствительного усилителя, второй вход — с выходом делителя опорной частоты, вход которого соединен ip с шиной опорной частоты и входом генератора псевдослучайных чисел, вы-: ход которого соединен со второй группой входов кодирующего устройства, выход кодирующего устройства соединен с катушками магнитоэлектрического механизма, а выходы реверсивного счетчика являются выходом устройства.

Чувствительный элемент выполнен в виде индукционного маятникового датчика угла, с выхода которого через фазочувствительный усилитель снимаетсл информация о знаке ошибки, уп равляюцая реверсивным счетчиком, включенным в контур следящей системы с выхода счетчика через преобразователь код — вероятность, состояций из кодирующего устройства, в котором происходит сравнение цифрового кода со случайной последовательностью чисел, последовательность импульсов поступает в обмотки катушек магнитоэлектрического механизма, являющиеся сглаживающим фильтром. Сред35 няя частота следования импульсов, поступающих в обмотки катушек, пропорциональна значению входного цифрового кода. В результате s счетчике оказывается записанным двоичное слово, цифровое значение которого пропорционально углу наклона.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит индукционный датчик 1 угла (чувствительный элемент), фазочувствительный усилитель 2, логический элемент И 3, реверсивный счетчик 4, кодируюцее .устройство 5, генератор 6 псевдослучайных чисел, делитель 7 частоты и магнитоэлектрический механизм 8.

Индукционный малтниковый датчик

1 угла состоит из статора, жестко закрепленного на корпусе, и ротора, подвешенного к корпусу на двух пластинчатых пружинах, которые позволяют ротору перемещается в заданной плоскости измерения. На роторе имеется, магнит, который вместе с катуш" ками, прикрепленными к корпусу датчика образует магнитоэлектрический механизм 8. Фазочувствительный усилитель 2 представляет собой фазочувствительный демодуллтор в сочетании с усилителем, работающим в ключевом режиме. Логический элемент И 3 производит операцию логического умножения. Реверсивный счетчик 4 представляет собой и-разрядный последовательный счетчик.

Кодирующее устройство 5 построено íà и-разрядном сумматоре, на вход которого в качестве первого слагаемого поступает цифровой код с реверсивного счетчика, а вторым слагаемым явллется последовательность случайных чисел, сформированная в генераторе 6 псевдослучайных чисел, на вход которого поступает опорная частота f< .Указанный генератор представляет собой n — разрядный сдвигающий регистр, охваченный обратной связью по ITlod 2 i и (и-1) разрядов.

Делителем частоты 7, с помощью которого производится деление на н, является я-разрлдный счетчик.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении устройства относительно горизонта, его ротор в силу маятниковых свойств остается вертикальным, а статор перемещается. Расположение катушек ротора относительно статора становится несимметричным, а напряжения с роторных обмоток, включенных по дифференциальной схеме, неодинаковыми. С выхода индукционного датчика снимается сигнал рассогласования, пропорциональный углу отклонения, который поступает на вход фазочувствительного усилителя 2, формирующего знак + при одной фазе сигнала и знак - при другой фазе сигнала. Эта информация о знаке ошибки поступает на первый вход логического элемента И, а второй его вход соединен с с выходом делителя 7 опорной частоты.

На выходе логического элемента И 3 формируется информация о знаке ошибки, заполненная частотой, которая управляет реверсивным счетчиком 4. С выхода счетчика цифровая информация в виде параллельного кода поступает на первую группу входов кодирующего устройства 5, являющегося промежуточным преобразователем код - вероятность.

Вторая группа входов кодирующего уст8964

2$ ройства соединена с выходом генератора 6 псевдослучайных чисел. 8 кодирующем устройстве происходит срав.нение цифрового кода со случайной последовательностью чисел, в результате чего на выходе кодирующего устройства формируется последовательность импульсов, средняя частота следования которых пропорциональна значению входного цифрового кода, Эта последовательность импульсов поступает в обмотки катушек магнитоэлектрического механизма 8, являющегося, сглаживающим фильтром. Напряжение на обмотках катушек пропорционально значению входной цифровой информации. Под действием этого напряжения в катушках магнитоэлектрического механизма возникает электрический ток, силы взаимодействия которого с магнитным полем постоянного магнита ро" тора отклоняют маятник в противоположном направлении. Маятник отклоняется на угол, при котором статор одинаково перекрывает обе катушки ротора, при этом с выхода реверсивного счетчика снимается цифровой код, пропорциональный и соот ветствующий углу наклона.

Использование изобретения позволит повысить точность устройства для определения угла наклона объекта, получить информацию об угле наклона объекта в цифровом виде, построить схему управления полностью на цифровой элементной базе. формула изобретения

Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее магнито14 Ь электрический механизм, жестко связанный с чувствительным элементом, выход которого подключен к входу фазочувствительного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены генератор псевдослучайных чисел, делитель опорной частоты, кодирующее устройство и последовательно соединенные элемент И и реверсивный счетчик, причем входы делителя опорной частоты и генератора псевдослучайных чисел подключены к вине опорной частоты, выход делителя опорной частоты подключен к одному из входов элемента И, второй вход которого подключен к выходу фазочувствительного усилителя, выходы реверсивного счетчика подключены к первой группе входов кодирующего устройства, вторая группа которых подключена к выходам генератора псевдослучайных чисел, а выход кодирующего устройства подключен к обмоткам магнитоэлектрического механизма, при этом выходы реверсивного счетчика являются выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство, СССР и, 512373, кл. G 01 С 9/18, 09.02.73.

2. Авторское свидетельство СССР зз tt 442373, кл. G 01 С 9/06, 08.08.?2.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 394661, кл. G 01 C 9/18, 04.06.71 (прототип).

896414

Составитель Л. Колюбакина

Редактор О. Половка Техред И. Гайду Корректор И. Пожо

Заказ 11678/27 Тираж бt3 Подписное

ОНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5

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