Преобразователь угловой скорости

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измерения. Устройстззо содержит тахогенератор 1 переменного тока, выпрямитель 2 сумматор 3, датчик 4 угловых по.пожений, ключи 6, 7 и 8, индикаторы 9, 10 и 11, коммутатор 12 и перемнолситель 13. Введение новьк элементов и образование новых связей методу элементами устройства позволяет устранить погрешности индикатора и запоминающего устройства, обусловленные наличием времени записи и установки .начальных условий. о S . 2 ил,

СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.,Я0 (594 G- 01 P.3 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTI-1РЫТИЙ (21) 3820073/24-10. (22) 04.12,84 (46) 30..11.86, Бюл, Y: 44 (71) Омский политехнический институт (72) A.Â,Áóáíîâ, В.Н.Зажирко и Б,If,ßìàíoâñêèé (53) 531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 613241, кл. G 01 Р 3/46, 1978, Авторское свидетельство СССР

Р 1029080, кл, G Oi P 3/46, 1981, (54) ПРБОБРАЗОВАП :ЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к измери тельной техпике и позволяет уменьшить погрешность измерения. Устройство содержит тахогенср".òoð 1 переменного

2, cум:i Top 3, датчик 4 угловых положений, ключи 6, 7 и 8, индикаторы 9, 10 и 11, коммутатор 1? и перемножитель 13. Введение новых элементов H образование новых связей между "=-ементами устройства позволяет устранится. погрешности индикатора и зало:.линаюШего устройства, обусловленные наличием времени записи и установки начальных условий ° .2 ил, 1273810

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для безынерционного измерения угловой скорости машин и механизмов, например, в быстродействующих преци- 5 зионных электроприводах постоянного и переменного тока, Цель изобретения — уменьшение по-. грешности измерения за счет устранения погрешностей интегратора и запоминающего устройства, обусловленных наличием времени записи и установки начальных условий.На фиг,1 приведена схема преобразователя, общий вид; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит тахогенератор 1 переменного тока, соединенный выходом с выпрямителем 2, сумматор 3, датчик 4 углового положения, соединеный выходом с распределителем 5 импульсов, три аналоговых ключа 6, 7, 8, три интегратора 9, 10, 11 и последовательно соединенные коммута-. тор .12 и перемножитель 13. Выход выпрямителя 2 соединен с первым входом сумматора 3, через последовательно соединенные первый аналоговый ключ 6 и первый интегратор 9 — с первым входом коммутатора 12, второй аналоговый ЗО ключ 7 и второй интегратор 10 — с вторым входом коммутатора 12 и третий аналоговый ключ 8 и третий интегратор 11 — с третьим входом коммутатора

12, Первый выход распределителя 5 35 импульсов соединен с управляющими входами первого аналогового ключа 6, второго интегратора 10 и третьим управляющим входом коммутатора 12,второй выход соединен с управляющими 40 входами второго аналогового ключа 7, третьего интегратора 11 и первым управляющим входом коммутатора 12, третий выход соединен с управляющими входами третьего аналогового ключа 45

8, первого интегратора 9 и вторым управляющим входом коммутатора 12.

Выход коммутатора 12 подключен к второму входу перемножителя 13, вы.ход которого подключен к второму вхо- 50 ду сумматора 3. Выход сумматора 3 подключен к первому входу перемножителя 13 и является выходом устройства.

Сумматор, 3 служит для суммирова,ния сигнала Ui с выхода выпрямителя

2 с корректирующим сигналом с выхоU Ug 1 да перемножителя 13 - — —, где коэффициент передачи перемножителя

13; U — напряжение на выходе сумматора 3; U — напряжение на выходе коммутатора 12. Перемножитель 13 позволяет получить корректирующий сигнал путем перемножения сигналов с выхода сумматора 3 и коммутатора 12, Коммутатора 12 в зависимости от уп- . равляющих сигналов f<, f<, f> с выхода распределителя импульсов 5 подключает выход одного из интеграторов 9, 10, 11 к второму входу перемножителя 13, Интегратора 9, 10, 11 с постоянной времени интегрирования

Т предназначены для получения сигнала, пропорционального коэффициенту (К (), учитывающему изменение чувствительности тахогенератора от по-. ложения ротора, путем сравнения преобразованного сигнала с выхода выпрямителя 2 с сигналом датчика углового положения 4, а также для хранения вычисленного значения коэффициента, Аналоговые ключи 6, 7, 8 подключают выход выпрямителя 2 к одному из входов интеграторов 9, 10, 11 в зависимости от управляющих сигналов с выхода распределителя 5 импульсов, который осуществляет распределение импульсов f с выхода дат0 чика 4 углового положения по трем управляющим каналам f,, Й, Е причем длительность выходных импульсов равна периоду сигнала с датчика, а период их следования равен трем периодам сигнала с датчика. Распределитель 5 импульсов может быть выполнен в виде последовательно соединенных счетчика импульсов и дешифратора и обеспечивает формирование переднего фронта импульса в последующем канале в момент окончания импульса предыдущего канала, Датчик 4 углового положения может быть выполнен в виде фотоэлектрического датчика, представляющего собой диск с равномерно нанесенными по окружности метками, фотодатчик и фотоприемник.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигнал, переменного тока с тахогенератора 1 через выпрямитель 2 поступает на вход сумматора 3, где суммируется с компенсирующим сигналом, формирующимся на выходе перемножителя 13.,При полной компенсации фазных.

1273810

Uy ° Vg

U =U+ 3 Ц (3) ц =кьм

Тогда з и оборотных пульсаций на выходе сумматора 3 появляется сигнал, пропорциональный угловой скорости и не содержащий указанных пульсаций, присущих исходному сигналу на выходе вы- 5 прямителя 2.

Импульсы f ñ датчика 4 углового положения поступают на распределитель 5 импульсов, который вырабатывает три последовательности импульсов f,, Г, f, управляющие работой аналоговых ключей 6, 7, 8, интеграторов 9, 10, 11 и коммутатора 12. На временном интервале (to, t,) импульс

f открывает первый аналоговый ключ 5 б, и сигнал с выхода выпрямителя 2 поступает на первый интегратор 9, осуществляющий интегрирование сиг-! нала от начального значения U .- В то же время сигнал f поступает на 20 установочный вход интегратора 10, осуществляя установку начальных ус— ! ловий U . В течение времени (to

t ) на входах третьего интегратора

11 отсутствуют сигналы и coxpa- . 25 няется значение информации, полученной на предыдущем временном интервале, которая через коммутатор 12, открытый сигналом f, поступает на перемножитель 13. Аналогично описан- 3Q ному на временном интервале (,,t<) по импульсам f< на выходе первого интегратора 9 сохраняется значение сигнала, полученного к моменту t,íà втором интеграторе 1// производится интегрирование сигнала с выпрямителя 2, поступающего через второй аналоговый ключ 7, а на третьем интегра торе 11 — установка начальных условий

Uo!. При этом на вход перемножителя gp

13 через коммутатор 12 поступает сигнал с выхода первого интегратора 9.

На временном интервале (t, t>) по импульсу f> производится установка

/ начальных Условий Uo на выхоДе пеРво-Д5

:ro интегратора 9, хранение информации на втором интеграторе 10 передача информации через коммутатор 12 на вход перемножителя 13 и интегрирование сигнала с выхода выпрямителя 2, поступающего через третий аналоговый ключ 8 на вход третьего интегратора 11. Работа преобразователя на интервале (t>, t4 ), аналогична работе на интервале (t, t„) и т.д„

При этом на второй вход перемножителя 13 через коммутатор 12 поступает напряжение с выхода интегратора, выполняющего функцию хранения информации, Так как сигнал с выхода интегратора поступает на перемножитель в момент прихода. импульса с распределителя 5 импульсов и в этот момент в интеграторе хранится установившееся значение сигнала, то погрешность получения сигнала U, определяемая временем записи информации и установки начальных условий, отсутствует

1, v =v-- vent

1 / (2) — o Т./ ! 1! где U — начальное напряжение на выО ходе интеграторов 9, 10, 11;

t,,t; — моменты прихода импульсов с датчика углового положения 4.

Учитывая зависимость чувствительности тахогенератора от положения ротора, можно записать

v, = к (к) . к v(t), где К вЂ” коэффициент преобразования скорость-напряжения.

Экспериментальные данные показываl ют, что К (o .) в пределах угла Ь Ы 0 определяемого моментами времени t; и t; остается практически постоянным. Угол Ь ///. определяется из выражения !

К, aoc = - Ku(t)dt, .(4)

i-1 где К вЂ” коэффициент преобразования угол-напряжение.

Для обеспечения нормального функционирования устройства начальные условия на выходе интеграторов зада- . ются равными коэффициенту передачи перемножителя и значению на выходе интегратора в момент прихода импульса с датчика углового положения при ,идеальном сигнале скорости тахогенератора, равному К Я (t).

Сигнал на выходе сумматора 3 определяется суммой

1(!

Т / —, К (oc) Кv(t)dt i-!

1273810 (7) фг

5(у) (иг" ) (иг) (uj)

P ((y) Щг. 2

Составитель !О,Мручко

Техред Л. Сердюкова

Редактор Н.Швыдкая

Корректор H,!(уска

Заказ 6470/41

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

Из выражений (1) и (6) определяется значение выходного сигнала

В выражении (7) для выходного сигнала преобразователя отсутствует погрешность обусловленная наличием времени записи и установки начальных условий.

Таким образом, такое выполнение устройства позволяет полностью устраI нить погрешности в вычислении К (с4).

Формула и э о б р е т е н ия

Преобразователь угловой скорости, содержащий тахогенератор переменного тока, вал которого жестко связан с датчиком углового положения, а выход через выпрямитель подключен к одному. из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход — с первым входом перемножителя, и интегратор, о т л и—

/ ч а ю шийся тем, что„с целью уменьшения погрешности иэмерения, в него введены распределитель импульсов три аналоговых ключа, два интегратора и коммутатор, причем выход выпрями теля через последовательно соединенные первый аналоговый ключ и первый интегратор подключен к первому входу коммутатора, второй аналоговый ключ 0 и второй интегратор — к второму входу коммутатора, третий аналоговый ключ и третий интегратор - к третьему входу коммутатора, выход которого подключен к второму входу перемножителя, 15 выход датчика углового положения подключен к входу распределителя импульУ сов первый выход которого подключен к управляющим входам первого аналогового ключа, второго интегратора и

20 третьему управляющему входу коммутатора, второй выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам второго аналогового ключа, третьего интегратора и первому .управляющему входу коммутатора, третий выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам третьего аналогового ключа, первого интегратора ивторому управляющему входу коммутатора.