RU81316U1 - DEVICE FOR REMOVING INFORMATION ABOUT ANGULAR MOVEMENT OF THE ROTOR AXLE - Google Patents

Abstract

Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора. Использование: область приборостроения. Технический результат: уменьшение габаритов и потребляемой мощности за счет исключения механических передач, электрических машин, получение информации в цифровом виде. Сущность: ротор (1) с тремя электродами (2), сдвинутыми под углом 120 градусов, токопроводящая поддерживающая жидкость (3), статор (4) с двумя электродами (5), расположенных диаметрально противоположно, усилитель-ограничитель (6), вход которого подключен к двум электродам ротора, а выход - на формирователь импульсов (8), усилитель-ограничитель (7), вход которого подключен к двум электродам статора, а выход - к формирователю импульсов (8), схема «И» (9), подключенная к формирователю импульсов и генератору тактовых импульсов (10), отсчетное устройство (11). Положительный эффект: уменьшение стоимости до 10%.Device for removing information about the angular displacement of the axis of the rotor. Usage: field of instrumentation. Effect: reduction of dimensions and power consumption due to the exclusion of mechanical transmissions, electrical machines, obtaining information in digital form. Essence: a rotor (1) with three electrodes (2) shifted at an angle of 120 degrees, a conductive supporting fluid (3), a stator (4) with two electrodes (5) located diametrically opposite, an amplifier-limiter (6), the input of which connected to two rotor electrodes, and the output to a pulse shaper (8), a limiter amplifier (7), the input of which is connected to two stator electrodes, and the output to a pulse shaper (8), circuit “I” (9), connected to a pulse shaper and a clock pulse generator (10), a reading device (11). Positive effect: cost reduction up to 10%.

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к навигационным приборам с гироскопическими элементами и может быть использовано в навигационных системах судов и подводных аппаратов.The invention relates to instrumentation, in particular to navigation devices with gyroscopic elements and can be used in navigation systems of ships and underwater vehicles.

Известно устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, применяемое в гирокомпасе с динамической следящей системой и включающее ротор (чувствительный элемент) с двумя электродами, статор (следящую сферу) с двумя электродами, токопроводящую поддерживающую жидкость, индикатор перемещения, содержащий усилитель, исполнительный двигатель, сельсин-датчик, сельсин-приемник (Смирнов Е.Л. и др. Технические средства судовождения. Том 2. Конструкция и эксплуатация: Учебник для вузов - СПб.: «Элмор», 2000, с.27-30).A device for collecting information about the angular displacement of the axis of the rotor is used in a gyrocompass with a dynamic tracking system and includes a rotor (sensing element) with two electrodes, a stator (tracking sphere) with two electrodes, a conductive supporting fluid, a movement indicator, containing an amplifier, an executive motor , selsyn sensor, selsyn receiver (Smirnov E.L. et al. Technical means of navigation. Volume 2. Design and operation: Textbook for high schools - St. Petersburg: Elmore, 2000, p. 27-30).

Недостатком известного устройства является его большие габариты и потребляемая мощность, что обусловлено использованием механических передач, электрических машин.A disadvantage of the known device is its large size and power consumption, due to the use of mechanical gears, electric machines.

Известно также устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, являющееся ближайшим к заявляемому, включающее ротор (чувствительный элемент) с двумя электродами, с которых снимается опорное напряжение, установленными диаметрально противоположно, статор (следящую сферу) с тремя электродами, с которых снимается сигнал аналогового типа, сдвинутыми друг относительно друга на 120 градусов, токопроводящую поддерживающую жидкость, индикатор перемещения аналогового типа, состоящего из резонансного усилителя, двигателя, механических передач, сельсина-трансформатора, сельсина-датчика, сельсина-приемника (Электромагнитные явления в море. Том 40. Киев. Морской гидрографический институт, 1988).A device is also known for recording information about the angular displacement of the axis of the rotor, which is closest to the claimed one, including a rotor (sensing element) with two electrodes from which the reference voltage is removed, diametrically opposed, a stator (tracking sphere) with three electrodes from which the signal is taken analog type, 120 degrees shifted relative to each other, conductive support fluid, analog type displacement indicator, consisting of a resonant amplifier, motor, fur gears, selsyn transformer, selsyn sensor, selsyn receiver (Electromagnetic phenomena in the sea. Volume 40. Kiev. Marine Hydrographic Institute, 1988).

Недостатком известного устройства является его большие габариты и потребляемая мощность, что обусловлено наличием механических передач, электрических машин.A disadvantage of the known device is its large size and power consumption, due to the presence of mechanical gears, electric machines.

Технической задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение габаритов и потребляемой мощности.The technical problem to which the claimed invention is directed is to eliminate these drawbacks, i.e. reduction in size and power consumption.

Указанная задача достигается тем, что в отличие от известного устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, которое содержит ротор с электродами, подключенными к опорному напряжению, статор с электродами, подключенными к индикатору перемещения аналогового типа, токопроводящую поддерживающую жидкость, в предлагаемом устройстве дополнительно установлен цифровой преобразователь, на роторе установлены три электрода, сдвинутые друг относительно друга на 120 градусов, на статоре - два электрода, расположенные диаметрально противоположно. Цифровой преобразователь выполнен в виде цифрового измерителя фаз, содержащего два усилителя-ограничителя, формирователь импульсов, схему «И», This task is achieved in that, in contrast to the known device for recording information about the angular displacement of the rotor axis, which contains a rotor with electrodes connected to a reference voltage, a stator with electrodes connected to an analog type displacement indicator, a conductive supporting liquid, in addition, a digital converter is installed, three electrodes are mounted on the rotor, 120 degrees offset from each other, and two electrodes located on the stator are located no opposite. The digital Converter is made in the form of a digital phase meter, containing two amplifier limiter, pulse shaper, circuit "And",

генератор тактовых импульсов и отсчетное устройство, при этом входы первого усилителя-ограничителя подключены к любым двум фазам опорного напряжения, а выход - к первому входу формирователя импульсов; входы второго усилителя-ограничителя подключены к электродам статора, а выход ко второму входу формирователя импульсов; выход формирователя импульсов подключен к схеме «И», второй вход которой подключен к генератору тактовых импульсов; выход схемы «И» подключен к отсчетному устройству, информация которого в цифровом виде пропорциональна угловому перемещению оси ротора.a clock pulse generator and a reading device, while the inputs of the first amplifier-limiter are connected to any two phases of the reference voltage, and the output is connected to the first input of the pulse shaper; the inputs of the second amplifier-limiter are connected to the stator electrodes, and the output to the second input of the pulse shaper; the output of the pulse shaper is connected to the circuit "And", the second input of which is connected to the clock generator; the output of the And circuit is connected to a readout device, the information of which is digitally proportional to the angular displacement of the rotor axis.

Применение такого устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора позволит уменьшить его габариты и потребляемую мощность за счет исключения электрических машин, механических передач. Кроме того, информация на выходе будет сниматься в цифровом виде, удобном для сопряжения с цифровыми навигационными приборами.The use of such a device for recording information about the angular displacement of the axis of the rotor will reduce its dimensions and power consumption due to the exclusion of electric machines, mechanical gears. In addition, the output information will be recorded in digital form, convenient for pairing with digital navigation devices.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора.The drawing shows a schematic diagram of a device for removing information about the angular displacement of the axis of the rotor.

Она содержит: ротор 1, на котором расположены три электрода 2, сдвинутых под углом 120 градусов; токопроводящую поддерживающую жидкость 3; статор 4, на котором расположены два электрода 5, расположенные диаметрально противоположно, что в совокупности составляет индикатор перемещения аналогового типа; усилитель-ограничитель 6, входы которого подключены к двум любым электродам ротора, усилитель - ограничитель 7, входы которого подключены к двум электродам статора, а выход - ко второму входу формирователя импульсов 8, первый вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 6, схему «И» 9, подключенную первым входом к формирователю импульсов 8, а вторым к генератору тактовых импульсов 10; отсчетное устройство 11, подключенное к выходу схемы «И» 9, что в совокупности составляет цифровой преобразователь в виде цифрового измерителя фаз.It contains: rotor 1, on which there are three electrodes 2, shifted at an angle of 120 degrees; conductive support fluid 3; a stator 4, on which two electrodes 5 are located, located diametrically opposite, which together constitutes an analog type displacement indicator; amplifier-limiter 6, the inputs of which are connected to any two electrodes of the rotor, amplifier-limiter 7, whose inputs are connected to two electrodes of the stator, and the output to the second input of pulse shaper 8, the first input of which is connected to the output of amplifier-limiter 6, circuit " And "9, connected by the first input to the pulse shaper 8, and the second to the clock generator 10; reading device 11 connected to the output of the circuit "And" 9, which together constitutes a digital Converter in the form of a digital phase meter.

Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора работает следующим образом. При изменении углового положения ротора 1 относительно статора 4 с выхода электродов 5 статора сигнал аналогового типа поступает на усилитель-ограничитель 7. Одновременно с двух электродов 2 ротора снимается опорное напряжение, которое подается на усилитель-ограничитель 6. С выхода усилителя-ограничителя 7 снимается сигнал, сдвинутый по фазе относительно опорного сигнала усилителя-ограничителя 6, который пропорционален угловому перемещению ротора 1 относительно статора 4. Сигналы с выходов усилителей-ограничителей 6 и 7 поступают на входы формирователя импульсов 8, где вырабатывается импульс длительностью пропорциональной изменению фазы или угловому перемещению оси ротора 1 относительно статора 4. Этот сигнал в схеме «И» 9 заполняется импульсами генератора тактовых импульсов 10, число которых определяет отсчетное устройство 11.A device for removing information about the angular displacement of the axis of the rotor works as follows. When changing the angular position of the rotor 1 relative to the stator 4 from the output of the electrodes 5 of the stator, the analog type signal is supplied to the amplifier-limiter 7. At the same time, the reference voltage is removed from the two electrodes 2 of the rotor, which is supplied to the amplifier-limiter 6. The signal from the output of the amplifier-limiter 7 phase-shifted relative to the reference signal of the amplifier-limiter 6, which is proportional to the angular movement of the rotor 1 relative to the stator 4. The signals from the outputs of the amplifier-limiters 6 and 7 are fed to the inputs ormirovatelya pulses 8, wherein the impulse duration produced by a proportional change in phase or angular displacement axis of the rotor 1 relative to the stator 4. The signal in the circuit "I" 9 populated pulses of the clock 10, the number of which determines the reading device 11.

Применение такой схемы построения устройства для снятия информации об угловом перемещении оси ротора позволит уменьшить его габариты и потребляемую мощность за счет исключения механических передач и электрических машин. Кроме того, установка в заявляемом устройстве на роторе трех электродов позволит равномерно нагрузить питающее трехфазное опорное напряжение, что позволит увеличить чувствительность и точность снимаемой информации.The use of such a scheme for constructing a device for recording information about the angular displacement of the axis of the rotor will reduce its dimensions and power consumption by eliminating mechanical gears and electric machines. In addition, the installation of the inventive device on the rotor of three electrodes will evenly load the supply three-phase reference voltage, which will increase the sensitivity and accuracy of the information taken.

По сравнению с традиционным решением в гирокомпасах типа «Курс» и «Амур», предлагаемое устройство за счет исключения механических передач и электрических машин позволит уменьшить габариты до 30% и снизить потребляемую мощность порядка до 20%. Кроме того, предлагаемое устройство снимает информацию в дискретном виде, удобном для сопряжения с цифровым вычислительным комплексом за счет использования цифрового преобразователя. Предлагаемое устройство при использовании за счет исключения механических передач и электрических машин приведет к уменьшению его стоимости порядка на 10%.Compared with the traditional solution in gyrocompasses such as "Course" and "Amur", the proposed device due to the exclusion of mechanical gears and electric machines will reduce the size to 30% and reduce power consumption by about 20%. In addition, the proposed device removes information in a discrete form, convenient for interfacing with a digital computer complex through the use of a digital converter. The proposed device when used due to the exclusion of mechanical gears and electrical machines will reduce its cost by about 10%.

Claims (2)

1. Устройство для снятия информации об угловом перемещении оси ротора, содержащее ротор с электродами, подключенными к опорному напряжению, статор с электродами, подключенными к индикатору перемещения аналогового типа, токопроводящую поддерживающую жидкость, отличающееся тем, что на роторе установлены три электрода, сдвинутые относительно друг друга на 120°, а на статоре - два электрода, расположенные диаметрально противоположно и дополнительно цифровой преобразователь.1. A device for recording information about the angular displacement of the axis of the rotor, comprising a rotor with electrodes connected to a reference voltage, a stator with electrodes connected to an analog type displacement indicator, a conductive supporting fluid, characterized in that three electrodes are mounted on the rotor and are shifted relative to each other each other by 120 °, and on the stator there are two electrodes located diametrically opposite and additionally a digital converter. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цифровой преобразователь выполнен в виде цифрового измерителя фаз, содержащего два усилителя-ограничителя, формирователь импульсов, схему «И», генератор тактовых импульсов и отсчетное устройство, при этом входы первого усилителя-ограничителя подключены к любым двум фазам опорного напряжения, а выход - к первому входу формирователя импульсов; входы второго усилителя-ограничителя подключены к электродам статора, а выход - ко второму входу формирователя импульсов; выход формирователя импульсов подключен к схеме «И», второй вход которой подключен к генератору тактовых импульсов; выход схемы «И» подключен к отсчетному устройству, информация которого пропорциональна угловому перемещению оси ротора.

2. The device according to claim 1, characterized in that the digital converter is made in the form of a digital phase meter containing two amplifier limiters, a pulse shaper, an "I" circuit, a clock pulse generator and a readout device, while the inputs of the first limiter amplifier are connected to any two phases of the reference voltage, and the output to the first input of the pulse shaper; the inputs of the second amplifier-limiter are connected to the stator electrodes, and the output to the second input of the pulse shaper; the output of the pulse shaper is connected to the circuit "And", the second input of which is connected to the clock generator; the output of the AND circuit is connected to a reading device whose information is proportional to the angular displacement of the axis of the rotor.