Электромеханическое синусно-косинусное множительное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц942051 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16. 10, 79 (2I ) 2831593/18-24 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет (5l)NL. Кл.

G 06 G 7/16

1Ьсударстеенны6 кекнтет

СССР аа аеааи взабретеннй

H еткрыткв .

Опубликовано 07.р7.82. Бюллетень М25 (53) УДЫ 681. 3

{o88.8) Дата опубликования описания О7.О7.82

1,;

А.Б.Лукашенок, С.Г.Стариков и В:.3.шестаков . (72) Авторы изобретения

I! : -:".- : ... 1

Рижский Краснознаменный институт инженерств;-;граждан кой авиации им.Ленинского комсбйьтте-1 (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИ4ЕСКОЕ СИНУСНОКОСИНУСНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам, предназначено для умножения произвольных функций, заданных электрическими напряжениями, на 819 aver и сов 4ut и может использоваться в аппаратуре гармонического анализа, в частности при экспериментальном исследовании нестационарных характеристик моделей летательных аппаратов путем их проду10 вок методом вынужденных колебаний в аэродинамических трубах.

Известны синусно-косинусные множительные устройства, содержащие два дифференциальных перемножающих мосI5 та с чувствительными элементами в плечах, сопротивления которых модулируются по гармоническим законам

Яп ult и cOSLot,использующие тенэочувст вител ьные элемент ы- т ензореэи сторы, размещенные на гибких пластинах-балочках, деформируемых по синусно-. косинусны л законам кривошипно-шатунным механизмом )if.

Недостатки этого устройства состоят в сложности конструктивного раз" мещения рабочих элементов строго под определенными углами, влекущей появление погрешностей, и сравнительно больших габаритах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее кривошипно-ша" тунный механизм, шатунами соединенный с гибкими пластинами-балочками, на которых укреплены два перемножающих тензомоста, при этом в нем кривошипно-шатунный механизм выполнен с двумя кривошипами, размещенными под углом 180о на общем валу, причем на каждом кривошипе укреплено по два шатуна, расположенных вза" имно перпендикулярно 2 ).

Недостатки известного устройства заключаются в невысокой точности работы за счет ошибок при установке тензометрических элементов в пространстве под определенными углами

3 9420 и .сравнительно больших конструктивных размерах, что затрудняет его использование во внутримодельной апларатуре гармонического анализа, лревалирующим требованием к которой являетсл Компактность.

Цель изобретения - уменьшение ,габаритов электромеханического си-. нусно-косинусного множительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханическом" синусно-косинусном множительном устройстве, содержащем коленчатый вал, у которого пара колен расположена под углом 180о, четыре шатуна, шарнирно связанные соответственно с четырьмя консольно закрепленными на общем основании упругими пластинами, на каждой иэ которых размещены по два тензореэистора, расположенных на противоположных сторонах упругой пластины и включенных соответственно в, смеж-. ные плечи одного из двух дифференциальных множительных мостов, первые диагонали которых подключены к выходу источника уйножаемого сигнала, а вторые диагонали являются соответст" венно пербым и вторым выходами уст". ройства, коленчатый вал снабжен дополнительной парой колен, расположенных под углом 180о, причем угол сдвига между основной и дополнитель" ной парами колен составляет 90о, каж" дое колено коленчатого вала шарнир.но связано о соответствующим шатуном, все шатуны размещены по одну сторону от коленчатого вала, а упругие пластины расположены в одной плоскости.

На фиг.1 показано электромеханическое синусно"косинусное множительное устройство, кинематическая схема; на фиг.2 - то же, принципиальная электрическая схема.

Электромеханическое синусно-коси}," нусное множительное устройство состоит" из механической и электрической частей.

Механическая часть (фиг.1) содержит коленчатый вал. 1 с четырьмя коленами 2-5, четыре шатуна 6-9, четыре упругих пластины 10-13, на каждой из которых расположено по два тензорезистора 14 и 15 (по одному с каж" дой ее стороны) соответственно. Колена образуют две пары 2,3 и 4,5 в каждой из которых они сдвинуты в пространстве на угол 180о и сопря51 4 жены шатунами с пластинами разных гармонических каналов, при этом угол сдвига между отдельными парами составляет 90 . Все шатуны расположены односторонне относительно вала !, а все пластины консольно закреплены в одной плоскости на общем основании 16.

Электрическая часть (фиг.2) со1в держит два дифференциальных четырехплечих моста 17 и. 18, каждый из которых образован идентичными тензорезисторами 14 и 15, расположенными на отдельных пластинах 10-13. Вход15 ные диагонали мостов подключены к источнику 19 умножаемого сигнала

u(), а выходные диагонали являются выходами устройства 20 и 21.

Устройство работает следующим обз разом.

При вращении вала 1 с угловой скоростью ш посредством колен 2-5 и шатунов 6-9 упругие пластины 10-13 испытывают механические деформации у5 по синусно-косинусным законам.

В результате по этим законам изменяются сопротивления тензорезисторов

14 и 15, размещенных попарно-разно-. сторонне на пластинах 10"13. НаприЭ,, мер, в синусоидальном канале устройства (в мосте 17) в момент времени t . эти сопротивления определяются следующими .соотношениями .

R ",Ящ* ЮК (}}Rs

К - коэффициент, связывающий. перемещение конца упругой пластины с изменением сопротивления тензорезистора, укрепленного на ней (знаки ф5 1 и - . перед К соответствуют работе тензорезистора на растяжение и сжатие), ЬВ - максимальное значение изменения приращения сопротивления тензорезистора;

dR N(t) " изменение приращения сопротивления тензорезистора за счет наличия составляющих высших гармоник в законах .S5 деформации пластин(знаки + и - . перед этим членом определяются противофазным расположением колен 2-5).

5 94205 учитывая известное свойство дифференциальных четырехплечих мостов осуществлять перемножение сигнала на функцию изменения сопротивления плеч, на выходе 20, являющемся выход- 5 ной диагональю моста 17, получаем электрический сигнал, пропорциональный t „(t) =U(t). 1п t.

Аналогично на выходе 21, являющемся выходной диагональю моста 18 1в косинусного канала, имеем fq(t)

U(e ).соби t.

Таким образом, при вращении вала

1 с угловой скоростью ш на выходах

20 и 21 устройства получаем сигналы, кратные произведениям произвольной функции в виде электрического напряжения U(t) на зависимости sincot исауой. При этом конструктивная компоновка предлагаемого множитель- 2в ного устройства позволяет уменьшить поперечные размеры (в частности, практически вдвое, уем у известного), обеспечивает компактность устройства и позволяет использовать его 25 во внутримодельной аппаратуре гармонического анализа.

1 6 пара колен расположена под углом 180о, четыре шатура, шарнирно связанные соот вет ственно с четырьямя кон сол ьно закрепленными на общем основании упругими пластинами, на каждой из которых размещены по два тензорезистора, расположенных на противоположных сторонах упругой пластины и включенных соответственно в смежные плечи одного из двух дифференциальных множительных мостов, первые диагонали которых подключены к выходу источника умножаемого сигнала, а вторые диагонали являются соответственно первым и вторым выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, коленчатый вал снабжен допол« нительной парой колен, расположенных под углом 180о, причем угол сдвига между основной и дополнительной парами колен составляет 90", каждое колено коленчатого вала шарнирно связано с соответствующим шатуном,. все шатуны размещены по:одну сторону от коленчатого вала, а упругие пластины расположены в одной плоскости, формула изобретения

30 Источники информации с нфор ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Злектромеханическое синусно-ко- Н 337786, кл. G 06 G 7/16, 1971. синусное множительное устройство, со- 2. АвтЬрское свидетельство СССР держащее коленчатый вал, у которого, 3> N 306472, кл. 6 06 G 7/16, 1970.

942051

Составитель Ю,Козлов

Техред Е,Харитончик Корректор Е.Рошко

Редактор А.Лежнина

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

Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5