Измерительное устройство гидродинамического лага

 

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii901 909 (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено 090680 (21) 293 521/18-10 с присоедйнением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 3001.82. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 300182 (5 I ) M. Кд.

6 О1 Р 5/!4

ГееудэРсте&лльй кемктет

СССР

60 делам лаабретеннк н открытий (53) УД1 532.574 (088.8) В.С.Григорьев, В.П.Иванченков, Е.Л.Криг

В.И.Маслевский и М.Е.Угорец (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО

ЛАГА

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано для измерения скорости судна и пройденного пути.

Известны гидродинамические лаги, которые содержат приемную трубку, S сильфон и пружинно-рычажную измерительную систему, включающую в себя рычаг, пружину, датчик положения рычага, усилитель, двигатель, редуктор

t0 с эксцентриком квадратичного профиля, шкалу и электромеханический интегратор с индикатором пройденного расстояния (Ц .

Наличие в измерительной цепи ука15 занных лагов большого количества подвижных элементов вследствии влияния трения, мертвых ходов и т.п. ограничивает возможность повышения точности измерения скорости судна и пройденного им расстояния.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидродинамический лаг американской фирмы

"Еаstern Со", содержащий тензометрический датчик скорости, электронную измерительную систему и индикатор скорости. Измерительная система предс" тавляет собой усилитель постоянного тока, на выходе которого усиленный сигнал тензодатчика, имеющий квадра" тичную зависимость от скорости судна, преобразуется методом кусочно-линейной аппроксимации в напряжение постоянного тока, пропорциональное скорости судна. Возникшее напряжение поступает на индикатор скорости - вольтметр постоянного тока 1.21.

К недостаткам этого устройства относятся наличие схемы прямого (некомпенсационного) метода измерения на постоянном токе, подверженной влиянию таких дестабилизирующих факторов, как изменение параметров напряжения питания, дрейф нуля усилителя, старение элементов, температура окружающей среды, электрические и магнитные поме. хи. Кроме того, преобразование квад3 90190 ратичной зависимости в линейную методом кусочно-линейной аппроксимации вно« сит значительные систематические погрешности, Указанные недостатки прототипа не позволяют получить точность лучше 24 от верхнего предела измерения скорости.

Цель изобретения — повышение точности измерения скорости судна и прой-1О денного расстояния, Указанная цель достигается тем, что измерительная система известного лага снабжена суммирующим усилителем, усилителем мощности и квадратич- 1S ным тахокомпенсатором, выполненном в вйде размещенных на одном валу с двигателем двух тахогенераторов и генератора импульсов, причем выход первого тахогенератора через усилитель мощности подключен к обмотке возбуждения второго тахогенератора, выход которого подключен ко входу суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен выход тензометрического датчика скорости, выход суммирующего усилителя подключен к обмотке управле ния двигателя, а выход индикаторного устройства подключен к генератору импульсов.

При этом индикаторное устройство выполнено в виде двух каналов, один из которых содержит последовательно включенные частотомер и индикатор скорости, а другой - счетчик импульсов и индикатор пути.

На чертеже представлена функциональная схема устройства - измерительная система гидродинамического лага.

Устройство содержит тензометрический датчик 1 скорости, суммирующий усилитель 2, электродвигатель 3, два техогенератора 4 и 5, усилитель 6 мощности генератор 7 импульсов, частотомер 8, счетчик 9 импульсов, индикатор !0 скорости, индикатор 11 пройден- ного расстояния. Электродвигатель 3, тахогенераторы 4 и 5 и генератор 7 им-. пульсов расположены в одном корпусе тахокомпенсатора 12, а их роторы находятся на одном валу, S0

Устройство работает следующим образом.

Тензометрический датчик 1 скорости предназначен для преобразования гидродинамического давления р в пропорциональное ему электрическое напряжение U, т.е, U = К„.р (1) 9 ф

Так как давление р связано со скоростью судна V квадратичной зависимостью р=К,V, (2) то напряжение, снимаемое с тензометрического датчика скорости, также пропорционально квадрату скорости судна, т.е, 0 = К„V (3)

В формулах (1), (2) и (3) К„,К

К - коэффициенты пропорциональности.

Выход тензометрического датчика 1 скорости подключен к одному из входов суммирующего усилителя 2; выход которого подключен к обмотке управления электродвигателя 3 тахокомпенсатора

12. Генераторная обмотка тахогенератора 4 через усилитель 6 мощности подключена к обмотке возбуждения та-! хогенератора 5. Генераторная обмотка тахогенератора 5 подключена ко второму входу суммирующего усилителя 2.

К выходу генератора 7 импульсов подключены индикатор 10 скорости через частотомер 8 и индикатор 11 пройденного расстояния через счетчик 9 импульсов.

При движении судна на выходе танзометрического датчика 1 скорости возникает электрический сигнал, величина ко. торого определяется выражением (3).

Этот сигнал усиливается суммирующим усилителем 2 и поступает на обмотку управления электродвигателя 3 тахокомпенсатора 12. Ротор электродвигателя 3 приводится во вращение, а вместе с ним и роторы тахогенераторов 4 и 5 и генератора 7 импульсов. На генераторной обмотке тахогенератора 4 возникает напряжение U,,величина которого тГ,1 пропорциональна скорости вращения ротора Л (4) где К - коэффициент пропорциональтг1 ности.

Сигнал, определяемый выражением (4), через усилитель 6 мощности с коэффициентом усиления К> подается на обмотку возбуждения тахогенератора

5, на генераторной обмотке которого возникает напряжение

° 3. =К Jl.,,(5)

1Ae " = K> K r °

Сигнал, определяемый выражением (5), подается на вход суммпирующего усилителя 2, где сравнивается с сигналом тензометрического датчика 1 ско5 9019 рости, величина которого определяет ся выражением (3), т.е. к, V - =к (6)

Из выражения (6) следует, что

5 .Я v = к„v 0) где К„ = коэффициент пропоРцио нальности.

Из выражения (7) следует, что каж- 1о дому значению измеряемой скорости судна V соответствует установившаяся угловая скорость R вращения ротора электродвигателя 3, а значит и частота генератора 7 импульсов. 15

Таким образом, частота следования импульсов генератора импульсов пропорциональна измеряемой скорости судна

V„ количество этих импульсов - пройденному судном расстоянию. го

Частота импульсов измеряется частотомером 8, к выходу которого подключен индикатор 10 скорости. Количество импульсов подсчитывается счетчиком 9, а результат фиксируется на индикаторе пройденного расстояния 11.

Формула изобретения

1. Измерительное устройство гидро- з динамического лага, содержащее тензометрический датчик. скорости, измер " тельную систему и индикаторное устрой09 6 ство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости и пройденного расстояния, измерительная система снабжена суммирующим усилителем, усилителем мощности и квадратичным тахокомпенсатором, выполненном в виде размещенных на одном валу с двигателем двух тахогенераторов и генератора импульсов, причем выход первого тахогенератора через усилитель мощности подключен к обмотке возбуждения второго тахогенератора, выход которого подключен ко входу суммирующего усилителя, ко второму входу которого подключен вы" ход тензометрического датчика скорости, выход суммирующего усилителя подключен к обмотке управления двигателя, а вход индикаторного устройства подключен к генератору импульсов °

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что индикаторное устройство выполнено в виде двух каналов, один из которых содержит последовательно включенные частотомер и индикатор скорости, а другой - счетчик импульсов и индикатор пути. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Власов И.В.и др. Гидродинамичес. кие лаги. Л., 1967, с. 217-337.

2. Патент CIUA N 3719078, кл. G 01 С 21/12, 1973 (прототип).

901909

Составитель Л.Иариан

Редактор Е.Папп Техред g. Гергель Корректор В.Бутяга

Заказ 12369/53 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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