Устройство измерения угла поворота оси гироскопа

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 726425

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18.04.78 (2! ) 2604853/40-23 (51 ) M. Кл.

G 01 С 19/38 с присоединением заявки Ж

Гооудерственный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 05 04,80. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 08 04 80. ао делом изобретений и открытий (53) УДК531.383 (088,8) (72) Авторы изобретения

B. И. Глейзер, М. С. Кон и И. А. Корбут

ВНИИ горной геомеханики и маркшейдерского дела (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ПОВОРОТА ОСИ ГИРОСКОПА — =иьин

8 Я дй ,з Г где

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и может быть использовано в тех случаях, когда требуется определить положение оси вращения ротора гироскопа с высокой точностью, 5 например в маркшейдерских гирокомпасах.

Известен датчик углового положения оси ротора гироскопа, включающий автоколлиматор с источником света, кольцецз вую зеркальную поверхность на торце рОтора, выполненную в виде оптического клина и расположенные в фокусе объектива автоколлиматора диаме трально-противс з5 положные шелевые диафрагмы, за которыми помещены фотоприемники (1). Информация об угловом положении оси гироскопа относительно оптической осн автоколлиматора содержится во временном сдвиге между последовательностями электри ческих импульсов, снимаемых с фотоприемников. Г!ри работе датчика в линейной зоне угол рассогласования между осью гироскопа и оптической осью автоколлиматора определяется формулой:

Д - угол клина (неортогональнос» ти между поверхностью зеркала и обью вращения ротора)

Т - период вращения гиромотора;

А1 — временной сдвиг между последовательностями импульс сов, снимаемых с фотоприем- ников

„„ 3 з Т

Из формулы видно, что угол о тклонения оси гироскопа пропорционален масшта бу измерения М, определяемому величиной " и величине ht .

3. 7264

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к дан ному изобретению является устройство для измерения угла поворота оси гироскопа, содержащее автоколлимационный датчик углового положения ротора гир6скопа, включающее фотоприемники, расположенные в фокусе объектива автоколлиматора, клиновидный зеркальный отра-, жатель, расположенный на роторе гироскопа, при этом автоколлимационный датчик углового положения ротора гироскоrt:a подсоединен к измерителю временно» го с двига последовательностей импульсов, включающему триггер, реверсивный счет чик и масштабный генератор j2). Недостаток такого устройства заключается в том, что при постоянной частоте масштабного генератора устройство иэМерения угла поворота оси гироскопа имеет по- 20 стоянный масштаб, определяемый часто той масштабного генератора, выбранной так, чтобы М =, где Ту - период

8o l/ вращения ротора гироскопа в установившемся режиме работы. Если скорость вращения гироскопа меняешься, например и за нестабильности асинхронного гиромотора, йли -прй . использовании программного режима разгона ротора гироскопа ЗО с целью ускоренного приведения гирокомпаса в меридиан, то при неизменной частоте масштабного генератора устройство измерения угла поворота оси гироскопа дает неверное показание, . 35

Белью изобретения является повышение точности измерения угла поворота оси гироскопа.

Указанная цель достигаешься тем, что в устройство для измерения угла поворота "О оси гироскопа, содержащее автоколли .,ационный датчик угловрго положвния ротора гироскопа, включающее фотоприемники, расположенные в фокусе объектива авто коллиматора, клиновидный зеркальный o ражатель, расположенный на роторе гироскопа,при этом автоколлимационный датчик углового положения ротора гироско па подсоединен к измерителю временного... сдвига последовательностей импульсов, включающему триггер, реверсивный счетчик и масштабный генератор, дополнитель. но введены управляемый генератор пилообразного напряжения, причем вход уп равляемого генератора пилообразного на пряжения связан с выходом одного из фотоприемников, а выход его через блок выделения постоянной составляющей пилсь25 4 образного напряжения подключен к управляющему входу масштабного генератора.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммыАиБ.

Устройство содержит гидромотор 1 с зеркальным клином 2, автоколлиматор 3, включающий фотоприемники 4 и 5, расположенные в фокусе. объектива 6, попеременно засвечиваемые источником света

7 и подсоединенные к триггеру 8, Выходы триггера 8 соединены с двумя входами реверсивного счетчика 9, на третий вход которого поступают импульсы с масштабного генератора 10. К масштабному генератору через управляемый генератор пилообразного напряжения 11, соединенный с блоком выделения постоянной со- . ставляющей пилообразного напряжения 12, подсоединен фотоприемник 5.

На диаграмме А изображены импуль» сы, поступающие с фотоприемника 5 на управляющий вход генератора пилообразного напряжения 11 во время разгона гиромотора 1. На диаграмме Б изображена форма напряжения, снимаемого с выхода генератора пилообразного напряжения 11 и напряжение с выхода блока 12, пропорциональное изменению периода Т (t) вращения гиромотора.

Устройство работает следующим обра-. зом.

При изменении скорости вращения гироскопа 1 с клиновидным .зеркалом 2 на выходе любого из фотоприемников 4 или 5, расположенных в фокусе объектива 6 автоколлиматора 3 и в световом потоке источника света 7, имеются электричесKse импульсы, у которых меняежя период следования. На диаграмме А представлен случай, когда гироскоп разгоняется, при этом Т O T 7 Т . Эти импульсы поступают на управляющий вход генератора пилообразного напряжения 11, на выходе которого эа каждый оборот гироскопа формируется напряжение, пропорциональное периоду вращения гироскопа, Пилообразное напряжение с выхода генератора

11 поступает на вход блока 12 выделе. ния постоянной;составляющей пилообразного напряжейия, на выходе которого вы,...рабатываечся плавно изменяющееся напря чвние, пропорциональное Т (t.). Это нащжжвние поступает на вход масштабного генератора 10, у которого на выходе изменяется частота в соответствии с изменением Т (6). Изменением частоты генератора 10 меняется масштаб измерения

5 726 временного сдвига а 4, выполняемого с помощью реверсивного счетчика 9, связанного с триггером 8.

Дополнительное введение в устройство измерения угла сворота оси гироскопа управляемого генератора пилообразно:го напряжения и блока выделения посто. янной составляющей пилообразного напряжения позволяет применять это устройся во во время разгона гиромотора и повы- 10 шать его точность при использовании асинxpoHHbIx Гиромотьров.

Применение описанного устройства позволит сократить время определения положения меридиана на 10-15%, !1

Формула изобретения

Устройство для измерения угла поворота оси гироскопа, содержащее автоколлимационный датчик углового положения ( ротора гироскопа, включающее фотоприемники, расположенные в фокусе объектива, автоколлиматора, клиновидный зеркальный отражатель, расположенный на роторе гироскопа, при этом автоколлимационный датчик углового положения ротора гиро425 б скопа подсоединен к измерителю временного сдвига последовательностей импульсов, включающему триггер, реверсицный счетчик и масштабный генератор, о тл и ч а ю щ е, е с я тем, что, с целью повышения точности измерения угла поворота оси гироскопа, в него дополнительно введены управляемый генератор пилообразного напряжения и блок выделения постоянной составляющей пилообразного напряжения, причем вход управляемого генератора пилообразного напряжения связан с выходом одного из фотоприемников, а выход его через блок выделения постоялной составляющей пилообразного напряже- . ния подключен к управляющему входу маоштабного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лавров В. Н, и др. Датчик углового положения ротора гироскопа, Авт. св, .

% 468089 от 31,07,73 (аналог).

2. Корбут И. А. Выбор способа авто матического определения положения равновесия чувствительного элемента цифрового маркшейдерского гирокомпаса ИВЦ1, Труды ВНИМИ об. % 105, с. 79-83 (прототип).

Гу

-У

1 ф !

1!!

1

1!!

J иг аказ 641/32 ираж 801 . Подписное

ЦНИИПИ Государственногб комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

4 .2

Фи-z. / (Составитель Н. Гусейнова

Редакто М. Васильева Тех д О. Андрейко Ко екто М. 1 а ши