×
16.05.2023
223.018.5dd4

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для измерения ускорений

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для измерения ускорений дополнительно содержит аналоговую отрицательную обратную связь с выхода усилителя на вход датчика момента через первый фильтр и дискретную отрицательную обратную связь с выхода усилителя на вход компаратора последовательно по информационным входам через интегрирующий усилитель с зоной нечувствительности, второй фильтр и интегратор, кроме того, выход схемы сравнения соединен с входом электронного ключа через триггер и выход реверсивного двоичного счетчика является дискретным выходом устройства. Технический результат - расширение полосы пропускания акселерометра и повышение точности измерения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборах компенсационного типа в системах стабилизации, навигации, наведения и медицинской диагностике.

Известен акселерометр (А.С. №742801, опубл. в БИ №23, 1980), содержащий чувствительный элемент, датчик угла, интегрирующий усилитель обратной связи, датчик момента, дополнительный интегрирующий усилитель, электронный ключ, пороговый элемент. Причем, первый выход датчика угла подключен через интегрирующий усилитель обратной связи к датчику момента, а второй выход датчика угла, через пороговый элемент и дополнительный интегрирующий усилитель, к управляющему входу электронного ключа.

Недостатком акселерометра является низкая точность измерения, так как выбор коэффициента усиления с жесткой отрицательной обратной связью ограничен условием устойчивости системы. Точность работы акселерометра зависит от интегрирующих аналоговых усилителей, порогового элемента и электронного ключа, включенных в обратную связь. Основная погрешность устройства для измерения ускорений связана с конечностью времени заряда конденсатора интегрирующего усилителя. Эта погрешность приводит к апертурной ошибке, свойственной подобной схеме выборки и обработки информации.

Наиболее близким по техническому решению является компенсационный акселерометр для измерения ускорений (патент РФ №2513667 C1, G01P 15/13, опубл. в БИ №11, 20.04.2014), содержащий чувствительный элемент, угловое положение которого фиксируется датчиком угла, усилитель, вход которого соединен с выходом датчика угла, фазовый детектор отрицательной обратной связи, интегрирующую отрицательную обратную связь с выхода компаратора на вход датчика момента через последовательно соединенные по информационным входам компаратор, преобразователь уровня, два ждущих синхронных генератора, реверсивный двоичный счетчик, схему сравнения, триггер, электронный ключ, вход которого соединен с выходом генератора тока, суммирующий двоичный счетчик, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения, а вход, с выходом генератора вспомогательной частоты, генератор опорного напряжения, выходы которого соединены с входами датчика угла и фазового детектора отрицательной обратной связи, дополнительные входы компаратора, ждущих синхронных генераторов, реверсивного двоичного счетчика соединены с генератором вспомогательной частоты, введена местная отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход фазового детектора отрицательной обратной связи через последовательно соединенные по информационным входам сумматор, пороговый элемент, интегро-дифференцирующее звено с передаточной функцией (где Т12, постоянные времени) и один из входов сумматора соединен с выходом интегро-дифференцирующего звена через звено запаздывания с передаточной функцией (где K и T - коэффициент передачи и постоянная времени звена запаздывания) и выход фазового детектора отрицательной обратной связи соединен с входом компаратором через дифференцирующее звено с передаточной функцией (где T1>T2, постоянные времени звена запаздывания), и выход реверсивного двоичного счетчика является цифровым выходом компенсационного акселерометра.

Недостатком компенсационного акселерометра является малая полоса пропускания и невысокая точность измерения.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение полосы пропускания акселерометра и повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в устройство для измерения ускорений, содержащее чувствительный элемент, отклонение которого фиксируются датчиком угла, выход которого соединен с усилителем, а вход соединен с генератором опорного напряжения, датчик момента, соединенный с выходом электронного ключа, вход которого соединен с генератором тока, отрицательную обратную связь, компаратор, соединенный с входом схемы сравнения через последовательно соединенные по информационным входам преобразователь уровня, два ждущих синхронных генератора, реверсивный двоичный счетчик, а также суммирующий двоичный счетчик, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения, а вход, с выходом генератора вспомогательной частоты, дополнительные входы компаратора, ждущих синхронных генераторов, реверсивного двоичного счетчика соединены с генератором вспомогательной частоты, введены аналоговая отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход датчика момента через первый фильтр и дискретная отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход компаратора последовательно по информационным входам через интегрирующий усилитель с зоной нечувствительности, второй фильтр и интегратор, кроме того выход схемы сравнения соединен с входом электронного ключа через триггер, и выход реверсивного двоичного счетчика является цифровым выходом.

Введение в устройство для измерения ускорений отрицательных обратных связей, одна из которых содержит первый фильтр с передаточной функцией , (где T1>T2), другая содержит интегрирующий усилитель с зоной нечувствительности, второй фильтр с передаточной функцией (где T3>T4), триггер, и интегратор с передаточной функцией , (где k - коэффициент передачи интегратора, s - оператор преобразования Лапласа) позволило реализовать режим устойчивых автоколебаний, увеличить коэффициент передачи по разомкнутому контуру, повысить точность измерения и расширить полосу пропускания.

На фиг. изображена функциональная схема устройства для измерения ускорений

Устройство для измерения ускорений содержит чувствительный элемент 1, угловое отклонение которого фиксируется датчиком угла 2. Один из входов датчика угла 2 соединен с выходом генератора опорного напряжения 3. Выход датчика угла 2 соединен с входом усилителя 4. Выход усилителя 4 соединен с входом первого фильтра 5, выход которого соединен с одним из входов датчика момента 6. Выход усилителя 4 соединен с входом интегрирующего усилителя с зоной нечувствительности 7. Выход интегрирующего усилителя с зоной нечувствительности 7 соединен с входом второго фильтра 8. Выход второго фильтра соединен с входом интегратора 9. Выход интегратора 9 соединен с входом компаратора 10, выход которого соединен с входом преобразователя уровня 11, выходы которого соединены с входами двух ждущих синхронных генераторов 12 и 13. Выходы ждущих синхронных генераторов 12 и 13 соединены с входами реверсивного двоичного счетчика 14. Выход реверсивного двоичного счетчика 14 соединен с входом схемы сравнения 15. Другой вход схемы сравнения 15 соединен с выходом суммирующего двоичного счетчика 16. Выход схемы сравнения 15 соединен с входом триггера 17, выход которого соединен с одним из входов электронного ключа 18. Другой вход электронного ключа 18 соединен с выходом генератора тока 19. Выход электронного ключа 18 соединен с входом датчика момента 6. Датчик момента 6 кинематически соединен с чувствительным элементом 1. Дополнительные входы компаратора 10, преобразователя уровня 11, ждущих синхронных генераторов 12 и 13, реверсивного двоичного счетчика 14 и суммирующего двоичного счетчика 16 соединены с выходами генератора вспомогательной частоты 20. Выход реверсивного двоичного счетчика 14 является дискретным выходом устройства для измерения ускорений.

Элементы, входящие в функциональную схему устройства для измерения ускорений, приведены в книгах: П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, т. 1-3, 1993, Н.Т. Кузовков Динамика систем автоматического управления. М.: Машиностроение, 1968, с- 428.

Устройство для измерения ускорений работает следующим образом. При действии ускорения происходит отклонение чувствительного элемента 1, которое фиксируется датчиком угла 2, обмотки возбуждения которого соединены с выходом генератора опорного напряжения 3. Сигнал с датчика угла 2, после усиления усилителем 4, поступает на вход первого фильтра 5, а затем на одну из токовых обмоток датчика момента 6. Ведение, в аналоговую отрицательную обратную связь, первого фильтра 5 с передаточной функцией (где T1>T2), обеспечивает стабилизацию параметров устройства для измерения ускорений. Выходной сигнал с усилителя 4 поступает на вход интегрирующего усилителя с зоной нечувствительности 7, а затем на вход второго фильтра 8 с передаточной функцией (где T3>T4). Напряжение с выхода второго фильтра 8 поступает на вход интегратора 9. Сигнал с интегратора 9 поступает на вход компаратора 10. В компараторе 10 происходит сравнение сигнала с выхода интегратора 9 с сигналом, выделенного из стабильного по частоте и амплитуде сигнала с выхода генератора вспомогательной частоты 20. Если сигнал с выхода интегратора 9 будет больше треугольного напряжения с выхода генератора вспомогательной частоты 20, то на выходе компаратора 10 будет высокий логический уровень, если меньше, то на выходе компаратора 10 - низкий логический уровень. Уровень сигнала с выхода компаратора 10 зависит от фазы отклонения чувствительного элемента 1. Сигнал с выхода компаратора 10, в виде уровня, поступает на вход преобразователя уровня 11, а затем на входы ждущих синхронных генераторов 12 и 13, которые, с помощью генератора вспомогательной частоты 20, выдают сигналы в виде импульса, на каждое воздействие входного сигнала (с выхода преобразователя уровня 11) равного "1". Реверсивный двоичный счетчик 14 производит подсчет единичных импульсов поступающих с выхода ждущего синхронного генератора 12, и вычитание импульсов, поступающих с выхода ждущего синхронного генератора 13. Реверсивный двоичный счетчик 14 положительную информацию представляет в прямом коде, а отрицательную в дополнительном коде, и преобразование дополнительного кода осуществляется схемой сравнения 15 и суммирующим двоичным счетчиком 16. После логического сравнения сигналов в схеме сравнения 15, сигнал с выхода схемы сравнения 15 поступает на вход триггера 17. Выходной сигнал с триггера 17, в виде уровня, поступает на вход электронного ключа 18. Стабилизация параметров электронного ключа 18 осуществляется генератором тока 19. На выходе электронного ключа 18 будут импульсы, число которых пропорционально двоичному коду, поступающему на вход схемы сравнения 15. На токовые обмотки датчика момента 6 поступают сигналы с выхода электронного ключа 18 со знаком знакового разряда реверсивного двоичного счетчика 14 и с выхода первого фильтра 5. Датчик момента 6 компенсирует угловое отклонение чувствительного элемента 1. Выход реверсивного двоичного счетчика 14 является дискретным выходом устройства для измерения ускорений.

Введение в устройство для измерения ускорений аналоговой и дискретной отрицательных обратных связей позволяет реализовать режим устойчивых автоколебаний, а также повысить коэффициент передачи по разомкнутому контуру, точность и расширить полосу пропускания.

Устройство для измерения ускорений, содержащее чувствительный элемент, отклонение которого фиксируется датчиком угла, выход которого соединен с усилителем, а вход соединен с генератором опорного напряжения, датчик момента, соединенный с выходом электронного ключа, вход которого соединен с генератором тока, отрицательную обратную связь, компаратор, соединенный с входом схемы сравнения через последовательно соединенные по информационным входам преобразователь уровня, два ждущих синхронных генератора, реверсивный двоичный счетчик, а также суммирующий двоичный счетчик, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения, а вход с выходом генератора вспомогательной частоты, дополнительные входы компаратора, ждущих синхронных генераторов, реверсивного двоичного счетчика соединены с генератором вспомогательной частоты, отличающееся тем, что в него введены аналоговая отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход датчика момента через первый фильтр и дискретная отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход компаратора последовательно по информационным входам через интегрирующий усилитель с зоной нечувствительности, второй фильтр и интегратор, кроме того, выход схемы сравнения соединен с входом электронного ключа через триггер и выход реверсивного двоичного счетчика является дискретным выходом устройства.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 158.
13.12.2019
№219.017.ed1c

Компенсационный акселерометр

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в системах стабилизации, навигации, наведения и медицине. Сущность изобретения заключается в том, что в компенсационный акселерометр дополнительно введена местная отрицательная обратная связь с выхода фазового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708716
Дата охранного документа: 11.12.2019
27.12.2019
№219.017.f298

Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, предназначенной для вытяжки листовых заготовок квадратной формы, в результате которой получают цилиндрические или квадратные в плане оболочки. Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710198
Дата охранного документа: 25.12.2019
22.01.2020
№220.017.f8c3

Автоматизированное устройство для очистки бытовых сточных вод

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к способам многостадийной биологической очистки, и может быть использовано для очистки бытовых, концентрированных по органическим загрязнениям хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711619
Дата охранного документа: 17.01.2020
29.01.2020
№220.017.fb0d

Композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве. Предложена композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий, содержащая (в мас.%): промышленный отход металлургического производства - доменный основной гранулированный шлак...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712215
Дата охранного документа: 27.01.2020
13.02.2020
№220.018.0206

Устройство для вытяжки оболочек из листовых заготовок квадратной формы

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, предназначенной для вытяжки листовых заготовок квадратной формы. На нижней плите установлены стойки, на которых закреплена промежуточная плита с отрезным ножом и направляющими планками. На верхней плите...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714017
Дата охранного документа: 11.02.2020
02.03.2020
№220.018.07d8

Устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности оболочки

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек диаметром D, на поверхности которых имеются ромбовидные рифли. Устройство содержит нижнюю плиту с установленной на ней матрицей с заданным числом многозаходных спиральных выступов требуемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715512
Дата охранного документа: 28.02.2020
02.03.2020
№220.018.082b

Способ получения рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности оболочки

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа цилиндрических оболочек, на поверхности которых имеются ромбовидные рифли. Способ включает формоизменение полой цилиндрической оболочки за 2 последовательные операции с установкой полой цилиндрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715511
Дата охранного документа: 28.02.2020
13.03.2020
№220.018.0b56

Гидромеханическая передача транспортного средства

Изобретение относится к гидротрансформаторам транспортных средств. В гидромеханической передаче, содержащей установленные в неподвижном корпусе элементы управления и многоступенчатый гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, соединённое с ведущим валом, турбинное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716378
Дата охранного документа: 11.03.2020
19.03.2020
№220.018.0dd6

Устройство для использования энергии избыточного воздушного теплового потока от силового трансформатора

Изобретение относится к области применения собственных нужд по отоплению и освещению зданий подстанций и электрических станций. Технический результат состоит в повышении энергоэффективности. Выход силового трансформатора посредством насоса масляного охлаждения соединен с входом первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716817
Дата охранного документа: 17.03.2020
24.04.2020
№220.018.1844

Гидромеханическая передача

Изобретение относится к гидромеханической передаче с двухтурбинным гидротрансформатором. Гидромеханическая передача содержит двухтурбинный гидротрансформатор, имеющий насосное колесо, соединенное с входным валом, первое турбинное колесо, второе турбинное колесо, реактор, две механические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719741
Дата охранного документа: 22.04.2020
Показаны записи 21-25 из 25.
12.04.2023
№223.018.49fd

Устройство для измерения ускорений

Изобретение предназначено для применения в качестве элемента систем навигации и стабилизации. Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что в его конструкцию введена аналоговая отрицательная обратная связь с выхода полосового фильтра на один из входов датчика момента через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793846
Дата охранного документа: 07.04.2023
12.04.2023
№223.018.4a14

Устройство для измерения ускорений

Изобретение относится к измерительной технике. В устройство для измерения ускорений дополнительно введены аналоговая отрицательная обратная связь с выхода усилителя на один из входов датчика момента через высокочастотный фильтр, другой выход усилителя соединен с входом компаратора через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793895
Дата охранного документа: 07.04.2023
12.04.2023
№223.018.4a37

Акселерометр

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения заключается в том, что в акселерометр введены аналоговая отрицательная обратная связь с выхода датчика угла на вход датчика момента через усилитель с насыщением, первый низкочастотный фильтр, интегратор и второй низкочастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793845
Дата охранного документа: 07.04.2023
16.05.2023
№223.018.5dd5

Устройство для измерения ускорений

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для измерения ускорений дополнительно содержит аналоговую отрицательную обратную связь с выхода усилителя на вход датчика момента через первый фильтр и дискретную отрицательную обратную связь с выхода усилителя на вход компаратора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002758196
Дата охранного документа: 26.10.2021
01.06.2023
№223.018.74dc

Индикаторный гиростабилизатор

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в индикаторных гиростабилизаторах и следящих системах. Сущность предлагаемого устройства состоит в следующем. В индикаторный гиростабилизатор, содержащий стабилизированную платформу, кинематически связанную с разгрузочным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796398
Дата охранного документа: 23.05.2023
+ добавить свой РИД