Двухканальный датчик фазы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NVt

РЕСПУБЛИК

Заю Н 02 К 24 00

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ}ТИЙ (21) 3384541/24-07 (22)06.01.82 (46)15.04.83..Бюл. М 14 (72)В. Г ° Гвоздов, О. A. Беляков, И. Я. Прокофьева и В. И. Андрианов (53)621 ° 314 ° 252(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 177301, кл. G.08 С 9/04, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 442553, кл. Н 02 К 24/00. 1972. (54)(57) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ДАГЧИК ФАЗЫ, содержащий один магнитопровод с расположенными на нем двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения канала грубого отсчета и двумя вза„.SU„„1012898 ймно перпендикулярными обмотками возбуждения канала точного отсчета, и другой магнитопровод, на котором расположены две взаимно перпендикулярные косинусная и синусная выходные обмот. ки канала грубого отсчета и выходная обмотка канала точного отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ои снаб-. жен элементом регулирования взаимного влияния каналов, включенным в цепь косинусной выходной обмотки канала грубого отсчета, выполненным в виде параллельно включенных регулируемого резистора и конденсатора.

1012398

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и преобразования информации, в частности в преобразователях угла поворота вала в цифровой код.

Известны двухканальные датчики фазы, в которых канал грубого отсчета (ГО) и канал точного отсчета (ТО) выполнены в виде датчиков с отдельными магнитопроводами. Статор и ротор канала ГО встроены концентрично в статор и ротор канала ТО. Статоры датчиков обоих каналов неподвижно закреплены в одном корпусе, а роторы, связанные разъемным. соединением, за- 15 креплены в другом корпусе и могут совместно вращаться относительно статоров (1).

Недостатками таких датчиков фазы является наличие двух магнитных си- 20 стем, разъемного соединения с фиксирующим устройством для совмещения начальных точек отсчетов каналов ГО и ТО, что.приводит к увеличению габаритов датчика, снижению надежности 25 конструкции, усложнению электронных схем, содержащих датчик. Кроме того, недостатками таких датчиков являются относительно невысокая трчность, обусловленная взаимным влиянием обмоток каналов ГО и ТО, а также присутствие в выходном сигнале высших пространственных гармоник и субгармоник,связанное с наличием эубцовой зоны и неточностью изготовления ее геометрии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является двухканальный фазовращатель (датчик фазы), ра- g0 ботающий в режиме вращающегося магнитного поля и содержащий два магнитопровода, в одном иэ которых расположены две взаимно перпендикулярные обмотки возбуждения канала ГО и две взаимно перпендикулярные обмотки канала ТО, на другом магнитопроводе расположены две взаимно перпен дикулярные конусинусная и синусная выходные обмотки канала ГО и выходная обмотка канала ТО р 2).

Недостатком известного датчика фазы является относительно невысокая точность, обусловленная взаимным влиянием каналов отсчета, а также присутствие в выходном сигнале высших пространственных гармоник и субгармоник, связанных с наличием зубцовой эоны и неточностью изготовления ее геометрии.

Цель изобретения — повышение точ- 60 ности преобразования.

Укаэанная цель достигается тем, что в известный двухканальный датчик фазы, содержащий один магнитопровод с Расположенными на нем двумя взаим- 65 но перпендикулярными обмотками воз-..

- буждения канала грубого отсчета (rO2; и двумя взаимно перпендикулярными об-. мотками возбуждения канала точного отсчета (TO) и другой магнитопровод, на котором расположены две взаимно перпендикулярные (синусная и косинусная) выходные обмотки канала ГО и выходная обмотка канала

ТО, введена схема регулирования взаимным влиянием каналов, включенная в цепь косинусной выходной обмотки канала ГО, выполненная в виде параллельно включенных регулируемого резистора и конденсатора.

На фиг. 1 дана электрическая схема датчика фазы, на фиг, 2 - фазовая характеристика выходной обмотки канала ГО(а — при разомкнутой коси-.. нусной обмотке канала ГО, о — при включении в цепь косинусной обмотки канала ГО схемы регулирования взаимным влиянием каналов); на фиг. 3 фазовая характеристика выходной обмотки канала ТО (Я - при разомкнутой косинусной обмотке, канала ТО, при включении в цепь косинусной обмотки канала ГО схемы регулирования взаимным влиянием каналов).

Датчик фазы .содержит взаимно перпендикулярные обмотки 1 и 2 возбуждения канала ГО, взаимно перпендикулярные обмотки 3 и 4 возбуждения канала ТО, взаимно перпендикулярные выходные обмотки 5 (синусная) и б (косинусная) канала ГО, выходную обмотку 7 канала ТО и введенную в косинусную выходную обмотку б кана,ла ГО схему регулирования взаимным влиянием каналов 8, выполненную в виде параллельно включенных регулируемого резистора и конденсатора.

Обмотки возбуждения 1 и 2 канала ГО и обмотки возбуждения 3 и 4 канала ТО расположены на одном магнитопроводе, например, статора 9, и выходные обмотки 5 и б канала ГО и выходная обмотка 7 канала ТО - на дру ° гом магнитопроводе, например, ротора 10 °

Датчик фазы работает следующим образом.

При подаче на обмотки 1 и 2 возбуждения канала ГО и обмотки 3 и 4 возбуждения канала ТО двух симметричных напряжений, сдвинутых по фазе одна относительно другого на

90 эл.град., в обмотках 1 и 2. и

3 и 4 вызывается система .токов и

МДС, создающая соответственно двухполюсное и многополюсное вращающиеся поля. Двухполюсное магнитное поле, пересекая витки выходных обмоток 5 и б канала ГО, наводит в них ЭДС, амплитуда которой постоянна, а фаза линейно изменяется в пределах 0-Зб0 в зависимости от угла поворота. Мно-1012 39 8

Углсек гополюсное магнитное пале, пересекая витки выходной обмотки 7 канала

ТО, наводит в ней ЭДС, амплитуда которой постоянна, а фаза аналогичным путем линейно изменяется в пределах

0-360 в зависимости от угла поворота.

При разомкнутой косинусной обмот.— ке 6 канала ГО наводимая в ней ЭДС практически не оказывает влияния на работу выходной обмотки 7 канала ТО и выходной обмотки 5 канала ГО.

При включении в цепь косинусной обмотки 6 канала ГО элемента регулирования взаимным влиянием каналов, содержащего параллельно включенные 11 переменные резистор и конденсатор, по нему потечет ток, характер и ве-. личина которого определяется параметрами схемы регулирования взаимным влиянием каналов. Этот ток создает 2О собственный магнитный поток обмотки 6 канала ГО, который, взаимодействуя с потоком выходной обмотки 5 канала ГО, изменяет величину и фазовый сдвиг выходного напряжения об- 5 мотки 5 канала ГО, а следовательно, величину и фазу суммарного выходного потока канала ГО. Изменение потока выходных обмоток канала ГО приводит к изменению и перераспределению Зо потока вэаимоиндукции между выходными обмотками 5 и 6 канала ГО и обмотками 1 и 2 возбуждения канала

ГО. Это приводит к изменению индуктивного сопротивления фаз обмоток 1 9виии dy н 2 канала ГО, а следовательно, к изменению степени взаимного влияния каналов грубого и точного отсчетов, что, в свою очередь, приводит к изменению индуктивного сопротивления фаз обмоток 3 и 4 канала ТО, а следовательно, и к изменению величины погрешности фазы выходного напря-; жения обмотки 7 канала ТО.

Таким образом, изменяя -параметры схемы регулирования взаимным влиянием каналов, можно регулировать величину погрешности каналов ГО и ТО.

Одновременно происходит взаимная компенсация одноименных высших пространственных гармоник и субгармоник, присущих каналам грубого и точного отсчетов, обусловленных наличием общей эубцовой зоны и неточностью ее изготовления.

Это подтверждается результатами измерения фазовых характеристик (фиг. 2 и фиг. 3) .

Установлено, что, изменяя параметры элемента регулирования взаим- . ным влиянием каналов включенной в цепь косинусной обмотки 6 канала ГО, удается уменьшить погрешность выходной обмотки 5 канала ГО по размаху с 1С5 до 110 по максимальной погрешности с 95 до 60 ; погрешность выходной обмотки 7 канала TO по размаху с 150 до 75", при одновременном уменьшении максимальной погрешности с 90 до 45" .

ВНИИПИ Заказ 2785/67

Тираж 685 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4