Вимірювання фактичної швидкості руху відчепа

Датчиком фактичної швидкості в системі АРШ є радіотехнічний датчик РТД або датчик більш ранньої розробки РИС-В2 ВНІІЖТа. Робота датчиків заснована на ефекті Допплера в режимі безперервного випромінювання частоти ГГц. Якщо ця частота відбивається від відчепа, то частота приймання відбитої хвилі буде дорівнювати , де – Допплерівська частота (Гц), яка визначається наступним рівнянням

, (9.5)

де – фактична швидкість руху відчепа, м/с;

- l – довжина хвилі, м;

- j – кут між напрямком руху відчепа й електромагнітною хвилею, що випромінюється антеною (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Розміщення датчика швидкості в системі АРШ

Довжина хвилі може бути отримана з формули , де – швидкість поширення електромагнітної хвилі (300000 км/c – швидкість світла). Таким чином, швидкість відчепа визначається наступним рівнянням

. (9.6)

Приклад. Вихідні дані: генератор формує електромагнітні хвилі з довжиною мм, (), швидкість відчепа 1 км/г. Визначимо частоту генератора:

Гц.

Допплерівська частота буде дорівнювати

Гц.

Таким чином, змінними параметрами для визначення швидкості руху відчепа є: довжина хвилі частоти випромінювання сигналу датчика (мм), кут між переданою й відбитою хвилею j (град) та швидкість руху відчепа.

На рис. 9.2 наведена структурна схема датчика РИС-В2.

Рис. 9.2. Структурна схема датчика РИС-В2

Датчик побудовано за гетеродинною схемою й містить такі блоки: 1 – антена, 2 – циркулятор, 3 – генератор зверхвисоких частот (ЗВЧ),
4 – частотний детектор, 5 – блок вимірювача-перетворювача швидкості, 6 і
7 – компаратори, 8 – вузол формування рахункових і стробуючих імпульсів,
9 – пристрій перетворення Допплерівської частоти й схема пам’яті.

Сигнал ЗВЧ із частотою від генератора 3 через циркулятор 2 подається в рупорно-лінзову антену 1. Генератор виконаний на лавино-пролітному діоді, який розміщений у хвильовому резонаторі. Потужність випромінювання ЗВЧ-генератора становить 30 мВт за напруги живлення 40 В. Відбитий від відчепа сигнал приймається антеною й через циркулятор подається в змішувач 4 (частотний детектор). У результаті биття частот у детекторі, виконаному на волноводному змішувачі типу 2А101А, виділяється напруга , що надходить на вхід блока 5. Із виходу блоку 5 сигнал з амплітудою 0, 5…20 мВ () надходить на входи двох компараторів 6 і 7 з різними порогами спрацьовування. Сформовані компараторами послідовності імпульсних сигналів подаються у вузол формування рахункових і стробуючих імпульсів 8, причому строб-імпульси формуються в паузах рахункових імпульсів. У пристрої перетворення Допплерівської частоти 9 послідовність рахункових імпульсів перетвориться в аналогову напругу , яка пропорційна швидкості руху відчепа [1]. Діапазон вимірюваних швидкостей 2…30 км/год, при цьому допплерівська частота становить 100…2100 Гц, дальність дії 50 м, похибка вимірювання швидкості 3…5 %, частота ЗВЧ-передавача 37, 5 ГГц. Інформація про швидкість видається у вигляді аналогового сигналу 0, 7 В/км, споживана потужність датчика 30 В·А.