Устройство для контроля исправности цепей фазовращателя

 

Изобретение может быть использовано для контроля исправности датчиков углов в телеизмерительных и управляющих системах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля . Устройство содержит источник 1 переменных квадратурных напряжений, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 2, компараторы 3 и 4, элементы 5 и 7 И, счетчик 6 импульсов, генератор 8, формирователи 9 и 11, делитель 10 частоты, тактированный D-триггер 12, индикатор 13 неисправности , входные и выходные зажимы. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1213441

)5))4 G 01 R 31 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3585630/24-21 (22) 27.04.83 (46) 23.02.86. Бюл. В 7 (72) В.Н.Вавилов, Е.С.Вальшонок, В.Д.Митин и А.С.Сигалов (53) 62).317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 748294, кл. С 01 R 31/02, )978.

Авторское свидетельство СССР

)1- )027649,кл. G 01 R 31/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ЦЕПЕЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ (57) Изобретение может быть использо-, вано для контроля исправности датчиков углов в телеизмерительных и управляющих системах. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Устройство содержит источник 1 переменных квадратурных напряжений, синусно-косинусный вращающийся .трансформатор 2, компараторы 3 и 4, элементы 5 и 7 И, счетчик 6 импульсов, генератор 8, формирователи 9 и 11, делитель 10 частоты, тактированный

D-триггер )2, индикатор 13 неисправности, входные и выходные зажимы.2ил.

121344

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при контроле исправности датчиков углов в телеизмерительных и управляющих, 5 системах, содержащих в качестве угла поворота фазовращатель на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора с квадратурным питанием обмоток возбуждения. 10

Целью изобретения является повышение достоверности контроля исправ- ности цепей фазовращателя.

На фиг.1 представлена функциональ" ная схема устройства; на фиг.2 — вре- 15 менные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 переменных квадратурных напряжений, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКИТ) ?, первый 3 и второй 4 компараторы, первый элемент

И 5, счетчик 6 импульсов, второй элемент И 7, генератор 8 импульсов, первый формирователь 9, делитель 10 частоты, второй формирователь 11 импульсов, тактированный D-триггер 12 с установочным входом, индикатор 13 не1ъ исправности, входные ивыходные зажи30 мы для подключения цепей фазовращателя, причем входные зажимы для под" ключения цепей фазовращателя соединены с выходами источника 1 переменных квадратурных напряжений, выходные зажимы для подключения цепей фазовращателя соединены с обмо ками возбуждения СКВТ, выход первого компаратора 3 присоединен к первому входу первого элемента И 5, первая и вто-, рая выходные обмотки СКВТ 2 подключены к первым входам соответственно первого 3 и второго 4 компараторов, выход второго комнаратора 4 соединен с вторым входом первого элемента И 5, выход которого соединен с входом сброса в нулевое состояние счетчика

6 импульсов и с тактовым входом тактированного D-триггера 12 с установочньм входом, выход генератора 8 импульсов подключен к счетному входу ° счетчика 6 импульсов непосредственно, а к входу первого формирователя 9 импульсов — через делитель 10 частоты, выход первого формирователя 9 импульсов подключен к установочному входу D-триггера 12 с установочным входом, выходы счетчика 6 импульсов соединены с соответствующими входа1 2 ми второго элемента И 7 выход которого через второй формирователь 11 импульсов подключен к информационному входу тактированного D-триггера 12 с установочным входом, выход которого соединен с индикатором 13 неисправности.

Устройство работает следующим образом, Источник переменных квадратурных напряжений вырабатывает напряжения вида

U sin ut

U cos ы поступающие на первичные обмотки синусно-косинусного вращающего транс. форматора 2, при этом в его выходных обмотках формируются напряжения вида (фиг. 2а,б}

К U яЬ (ц + gf, +Alp)

К U cos ((дt + М $ sg)> где К вЂ” коэффициент трансформации синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2;

К вЂ” угол поворота ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2;

ü9 — фазовая погрешность фазовращателя.

При исправных цепях фазовращателя амплитуды этих напряжений практически не зависят от угла поворота ротора, а фазы синусно-косинусного вра" щающегося трансформатора 2 определяются углом поворота его ротора ..

Причем разность фаз между ними не

il лревьвпает величине (— -+ 2еу ) и не

2 (/ меньше — - -2ng-1 где ад — до6 пустимая фазовая погрешность фазовращателя, обусловленная величиной неквадратурности питающих напряжений.

С выходов вторичных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2 эти напряжения поступают на входы соответствующих компараторов 3 и 4, на .выходах которых формируются последовательности положительных импульсов. Причем длительность положительных импульсов на вы-. ходе первого компаратора 3 аналогично на выходе второго компаратора 4) равна длительности положительнык полупериодов поступающего на вход

Ф

3 1213441 4 первого компаратора 3 напряжения, на- на информационный вход тактированно- чало каждого положительного импуль- ro D-триггера 12 с установочным вхоса совпадает с началом каждого поло- дом. жительного перехода через 0 этого С выхода генератора 8 импульсов напряжения (иг. в на вход делителя 10 частоты поступаПосле овате довательности импульсов с вы- ет последовательность импульсов высоходов первого 3 и второго 4 комгара- кой частоты, с выхода делителя 10 часторов поступают на соответствующие частоты на вход формирователя 11 имвходы первого элемента И 5, на выхо- пульсов поступает последовательде которого формируется последова- 10 ность импульсов низкой частоты тельность положительных импульсов, (фиг . 2 з), по положительному фронту . причем при исправных цепях фазовра- которых формирователь 11 импульсов щателя длительность каждого импульса на своем выходе формирует кратковресоответствует фазовому сдвигу менные импульсы (фиг.2и), которые по11 ступают на установочный вход тактированного D-триггера 12 с установочдлительность каждого импульса соот- ным входом. ветствует разности фаз напряжений, Таким образом, в момент времени, формирующихся в выходных обмотках си- соответствующий отрицательному фроннусно-косинусного вращающегося транс 20 ту каждого импульса, поступающего форматора 2 (фиг.2д), с выхода первого элемента И 5 на такС товый вход тактированного П-триггевыхода первого элемента И 5 эти ра 12 установочным входом, на его инимпульсы поступают на тактовый вход

Э- формационном входе, при исправных тактированного -триггера 12 с уста- 25 цепях фазовращателя, имеет место сигновочным входом и на вход сброса в нулевое состояние счетчика 6 импуль- 3то об славл нал единичного уровня (фиг . 2д ж ) . а др е сов управляя ег б

Зто обуславливает постоянное подтвержв, управляя его работой следующим образо дение единичного состояния тактироо разом: при появлении на входе сбро- ванного D-триггера 12 с становоч— р р установочимпульсов сигнала н л ов сигнала нулевого уровня счетчик 6 импульсо импульсов переходит в нувочным входом тактируется отрицатель. левое состояние ным фронтом сигнала на тактовом вховое состояние и удерживается в нем де) . на время длительности сигнала нулевого уровня, при появлении на входе Кратковременные импульсы низкой

6 имп сброса в нулевое состояние счетчика З5 частоты поступающие на установочн

Э вочныи импульсов сигнала единичного уров- вход тактированного D-триггера 12 с ня счетчик 6 импульсов начинает счи- установочным входом с выхода формитать импульсы высокой частоты, по- рователя 11 импульсов, переключают ступающие на его счетный вход с вы- этот триггер в нулевое состояние, в хода генератора 8 импульсов . Выходы 40 котором он находится до момента вресчетчика. 6 импульсов подключены к мени, соответствующего отрицательновходам второго элемента И 7 таким му фронту следующего импульса, пообразом, что на выходе второго эле- ступающего на его тактовый вход. .мента И 7 появляется импульс в момент Таким образом, при исправных цевремени, отстающий от момента появле" 5 цепях фазовращателя на тактовый вход

4 ния на входе сброса в нулевое состоя- Р-триггера 12 с установочным входом .ние счетчика 6 импульсов сигнала еди- поступают импульсы с частотой, равничного уровня на время, соответст» ной частоте напряжения питания фазовующее фазовому сдвигу — 2 ь(у вращателя, подтверждающие его еди50 ничное состояние, а на установочный (иг. 2е фиг. 2е). 3тот импульс с выхода вто- вход этого же тРиггеРа постУпают имрого элемента И 7 поступает на вход пульсы с низкой частотой, устанавформирователя 9 импульсов, который ливающие его в нулевое состояние на на своем выходе формирует положи- время, меньшее, чем период напряжетельный импульс, длительность кото- 55 ния питания фазовращателя. При этом рого соответствует фазовому сдвигу индикатор 13 неисправности не pearuиг.2ж). С выхода формирователя рует на этот сигнал ввиду его малой

9 импульсов этот импульс поступает длительности.

1213441

Пусть в цепях синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2 произошла неисправность вида: "Обрыв связи" либо "Короткое замыкание связи" в цепях обеих первичных или обеих вторичных обмоток. Это приводит к пропаданию напряжений на входах пер-; вого 3 и второго 4 компараторов.

Пусть при пропадании напряжения на входах первого 3 и второго 4 компараторов на их выходах сформировался постоянный сигнал нулевого уровня это значит что на выходе первоу У

t5 го элемента И 5 тоже будет сигнал нулевого уровня. Таким образом, на тактовый вход тактированного Л -триггера 12 с установочным входом поступает сигнал нулевого уровня. Это приводит к тому, что этот триггер перестает переключаться сигналом на тактовом входе. Очередной импульс, поступивший с выхода формирователя 11 импульсов на установочный вход D-триггера 12 с установочным входом, переключает этот триггер в нулевое состояние, в котором он будет находиться все время наличия неисправности. Это приводит к постоянному свечению инди30 катора 13 неисправности. Если на выходе одного из компараторов (например, на выходе первого компаратора 3) сформировался сигнал единичного уровня, а на выходе другого компара- 1 тора (например, на выходе второго

35 компаратора 4) сформировался сигнал нулевого уровня, то на выходе первого элемента И 5 будет сигнал нулевого уровня. Это, как и в предыдущем слу40 чае, приводит к свечению индикатора

13 неисправности.

Если при пропаданчи напряжений на входах первого 3 и второго 4 компараторов на их выходах сформировались 45 сигналы единичного уровня, то и на выходе первого элемента И 5 будет сигнал единичного уровня. Это приводит к тому, что тактированный D-триггер 12 с установочным входом также 50 перестает переключаться сигналом на тактовом входе, а это значит, что он переключается в нулевое состояние очередным импульсом, поступившим на .его установочный вход с выхода формирователя 11 импульсов, что приводит к постоянному свечению индикатора 13 неисправности.

11усть произошел обрыв или короткое замыкание в одной из вторичных цепей сйнусно-косинусного вращающегося трансформатора 2. В этом случае пропадает напряжение на входе первого 3 и второго 4 компаратора. Если на выходе этого компаратора сформировался сигнал нулевого уровня, то и на выходе первого элемента И 5 будет сигнал чулевого уровня. Это приводит к свечению индикатора 13 неисправности, Если на выходе этого компаратора сформировался сигнал единичного уровня, то на выходе первого элемента И 5 формируется последовательность импульсов, длительность которых соответствует фазовому сдвигу ((i + д(), где д(g р -, которые поступают на тактовый вход тактированного D-триггера 12 с установочным входом и на вход сброса в нулевое состояние счетчика 6 импульсов. формирователь 9 импульсов формирует положительные импульсы, длительность которых соответствует фазовому сдвигу 4 щ, причем начало каждого импульса отстает от начала положительного импульса, поступающего на вход сброса в нулевое состояние счетчика 6 импульсов, на время, .соответ/

/ ь сгвувщее фввовому сдвигу (-††- 2aqr). е

Таким образом, в момент псчвления на тактовом входе тактированного

D-триггера .12 с установочным входом отрицательного фронта импульсов, поступающих с выхода первого элемента И 5, на информационном входе этого триггера имеет место сигнал нулевого уровня, что приводит к постоянному переключению тактированного Э-триггера 12 с установочным входом в нулевое состояние, при этом индикатор 13 неисправности светится.

Пусть возникла неисправность типа

"Изменение переходных сопротивлений контакта разъема в одной из линий связи источника квадратурных напряжений с первичными обмотками синуснокосинусного вращающегося трансформатора 2 или "Появление тока утечки в одной из первичных цепей синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2 . Неисправность такого рода приводит к нарушению квадратурности напряжений; поступающих на

1213441 формула изобретения первичные обмотк

Р обмотки синусно-косинус- первичными цепями синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2, ного вращающегося трансформатора". что, в свою очередь, приводит к фазовой ошибке фазовращателя. Если фазовая ошибка фазовращателя превышает допустимую, то разность фаз на- Устройство для контроля исправпряжении, формирующихся во вторичных ности цепей фазовращателя, содержаобмотках СКВТ 2, либо больше вели- щее источник переменных квадратур+ 2 б е в — ных напряже

2 вращающийся трансформатор, первый чины — — — 2a 1 1а это значит и второй компараторы, первый и второй элементы И, индикатор неисправ:на выходе первого элемента И 5 форности, входные и выходные зажимы для мируются импульсы, длительность кото- IS подключения цепей фазовращателя, рых соответствует либо фазовому сдви/ входные зажимы для подключения цепей

И 1 ) il гу — — — 2z9), либо 1 2 + 2ьЯ фазовращателя соединены с выходами источника переменных квадратурных нагде 11р ь Щ -. На выходе формирова- пряжений, выходные зажимы —. с обмоттеля 9 импульсов в момент времени, ками возбуждения синусно-косинусотстающий от момента возникновения ного вращающегося трансформатора, а каждого из импульсов на время, соотвыход первого компаратора подключен, ветствующее фазовому сдвигу к первому входу первого элемента И, - — - 2др ), формируется импульс, о т л и ч а ю. щ е е с я тем что с

У ° длительность которого соответствует целью повышениЯ Достоверности контфазовому сдвигу 4 и . Поскольку РолЯ испРавности цепей ФазовращателЯ, у щ, в момент времени, соответ- в него ввеДены генеРатоР импульсов ствующий отрицательному фронту каждо-. счетчик импульсов, делитель частоты, го импульса, поступающего с вьглода пеРвый и втоРой фоРмиРователи импульпервого элемента И 5 на тактовый вход сов и тактированныи З "триггер с

30 тактированного 11-триггера 12 с уста- Установочным входом, при этом пеРваЯ новочным входом, на информационном и вторая выходные обмотки синусновходе этого триггера будет сигнал косинУсного вРаЩаюЩегосЯ тРансфоРманулевого уровня. Это, как и в тора подключены соответственно к перпредыдущем случае приведет K 35 вым входам первого и второго компарасвечению индикатора 13 неисправ . тоРов, выход втоРого компаРатора coe"HOCTH ° динен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вхоТаким образом, применение данного дом с роса в нулевое состояние счетустройства позволит повысить досто- 4О чика импульсов чика импульсов и с тактовым входом верностЬ контроля исправности цепей тактированного 3-триггера с устанонусного вращающегося трансформатоимпульсов подключен к счетному вхора эа счет. исключения ложных срабатываний, вызванных еньшением напряжений на выходах источника кваоч ика квад теля импульсов — через делитель часратурных напряжений по причинам не тоты, выход первого формирователя связанным с неисправностью ра остью цепей импульсов подключен к установочному входу тактированного Э-триггера с вать ряд неисправностей, которые не SO установочным вхо о ным входом, выходы счетчиудавалось контролировать другими ка импульсов соединены с соответустройствами, например "Изменер, Измене ствующими входами второго элемента И, ние переходных сопротивлений кон- выход которого через второй форми« тактов разъемов в линии связи источ« . Рователь импульсов подключен к инника квадратурных напряжений с об- 55 формационному входу тактированного мотками возбуждения синусно-косинус-триггера с установочньм входом ного вращающегося трансформатора" д э

Il

Р выход которого соединен с вхо ом ин« или Появление токов утечки между д ходом ин« дикатора неисправности.

1213441

Составитель А.Пржебельский

Техред М.Пароцай Корректор Т.Колб

Редактор Т. Кугрышева

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 °

Заказ 779/56 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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