Дифференциальный частотный струнный датчик

 

679883

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2085672/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.79. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 15.08.79 (51) М. Кл.

G 01Р 21./00

Государственный комитет (53) УДК 531.768 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Клейменов, 3. И. Кулакова и Ю. Г. Артемьев (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЪНЪ|И ЧАСТОТНЪ|Й СТРУННЫЙ

ДАТЧ ИК

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для повышения точности струнных датчиков, измеряющих ускорение летательных аппаратов.

Известны струнные датчики (1), преобразующие входное механическое воздействие в частоту колебания струн, разность которых пропорциональна входному воздействию. 10

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является струнный акселерометр j2), в котором для линеаризации выходной характеристики частоты колебаний обеих струн суммируются и сравниваются с частотой эталонного генератора, а сигнал отклонения от эталонной частоты воздействует на исполнительный орган, который корректирует частоту струн.

К недостаткам известного устройства следует отнести невысокую точность линеаризации, обусловленную недостаточной точностью известных исполнительных органов.

Целью изобретения является повышение точности линеаризации выходной характеристики датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный частотный струнный датчик, содержащий схемы суммирования и вычитания частот и генератор эталонной 30 частоты, введены формирователь импульсов, две схемы совпадения, статический и счетный триггеры, при этом вход формирователя импульсов подключен к выходу схемы суммирования частот, входы первой схемы совпадения подключены к генератору эталонной частоты и выходу статического триггера, а выход в к входу счетного триггера, входы статического триггера подключены к нулевому выходу счетного триггера и выходу схемы вычитания частот, а к входам второй схемы совпадения подключены выход формирователя и единичные выходы счетного и статического триггеров.

На фиг. 1 представлена схема действия дифференциального частотного струнного датчика; на фиг. 2 — графики, поясняющие ее работу.

Выходы дифференциального частотного струнного датчика 1 связаны с вычитающей

2 и суммирующей 3 схемами. Выход с вычитающей схемы 2 связан с первым входом статического триггера 4. Единичный выход этого триггера связан с первыми входами схем совпадения 5 и 6. Второй вход схемы совпадения 5 связан с выходом генератора

7 эталонной частоты. Выход этой схемы совпадения соединен со счетным входом триггера 8, единичный выход которого связан со вторым входом схемы совпадения 6, 679883

I третий вход которой через формирователь

9 импульсов связан с выходом суммирующей схемы. Нулевой выход счетного триггера 8 связан со вторым входом статического триггера 4.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы / и f2 с дифференциального частотного струнного датчика поступают на блок выделения суммарного (f2+f2) и разностного (fi — f2) сигналов.

Сигнал разности поступает на вход статического триггера 4, и он опрокидывается в положение, при котором на вход первой и второй схем совпадения поступает сигнал разрешения (см. фиг. 2 Т1). Первым импульсом следующим с генератора опорной частоты Fp (фиг. 2 А) счетный триггер переходит в единичное состояние (фиг, 2 Т2).

Единичный сигнал триггера разрешает проходить импульсам суммарной частоты (фиг.

2 В) через вторую схему совпадения на выход датчика. Второй импульс F<, поступающий на вход счетного триггера, опрокидывает его в противоположное состояние, и вторая схема совпадения запирается. При этом сигнал, снимаемый с противоположного плеча счетного триггера, обнуляет статический триггер, запирая первую схему совпадения до того момента, пока не поступит сигнал со схемы выделения разности частот, и цикл преобразования повторится.

Частоты на выходе дифференциального частотного струнного датчика равны:

ЬТ К + Т где fo< и f02 — номинальные частоты струн, 1 у равные /м = fm = — 1/—

21 Г р где 1 — длина струны, Т вЂ” номинальное натяжение, о — линейная плотность струны, AT — приведенное растяжение или сжатие струны пропорциональное входному воздействию.

На выходе схем, выделяющих сумму и разность частот, получим: л+л = ..V + — ", +r.. V i — —", После преобразования сигнал на выходе второй схемы совпадения имеет вид последовательности импульсов, среднее значение частоты F которой равно:

F (fl f2) (f1 т f2) (3)

Подставив в выражение (3) выражение (2), получим:

Ую2 1+ у — Уо2 1 у. Х

F= -+Fo ьт q,/ zT 3

Х fo1 р 1+ у +fo2 1 Т) -э- . (4) Fo

После преобразований значение выходного сигнала запишем:

2 2 ЬТ 2 2

01 У02) + Т (У01 + У02

15 F= частоты

В случае, если /Π— — /02, запишем:

20 (6) откуда видно, что частота на выходе датчика линейно зависит от входного воздейст25 Вия.

В связи с тем, что выходной сигнал датчика связан линейной зависимостью с входным сигналом, а дополнительное силовое воздействие на струны со стороны исполнительного механизма отсутствует, точносгь измерения повышается.

Формула изобретения

Дифференциальный частотный струнный датчик, содержащий схемы суммирования и вычитания частот и генератор эталонной частоты, отл ич а ю щи и ся тем, что, с це40 лью повышения точности линеаризации выходной характеристики датчика, в него введены формирователь импульсов, две схемы совпадения, статический и счетный триггеры, при этом вход формирователя подключен к выходу схемы суммирования частот, входы первой схемы совпадения подключены к генератору эталонной частоты и выходу статического триггера, а выход — к входу счетного триггера, входы статического триггера подключены к нулевому выходу счетного триггера и выходу схемы вычита:.ия частот, а к входам второй схемы совпадения подключены выход формирователя и единичные входы счетного и статического триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с.

60 143 — 145.

2. Селезнев В. П. Навигационные устройства. М., 1974, с. 351 †3 (прототип).

679883

Фиг, f

f(— f, "т г т/

Фиг. 2

Составитель E. Швецов

Корректор О. Данишева

Техред А. Камышникова

Редактор А. Петрашень

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2373/5 Изд. ¹ 517 Тираж 1073 Подписное

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

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