Устройство для измерения угла поворота вала с фазовой синхронизацией

 

О П И С А Н И Е l64542

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Кл. 74Ь, 8в

21с, 46О;

Заявлено 02.1.1963 г. (No 811317/26-24) МПК 6 08с

G 05i

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Опубликовано 13Х111.1964. Бюллетень М 15

УДК

Дата опубликования описания 16.1Х.1964

Автор изобретения:

Б. Я. Карасик

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

С ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИЕЙ

Подписная группа 157

Известные устройства для измерения угла поворота вала с фазовой синхронизацией содержат два индукционных датчика, снабженных вращающимися с одинаковой скоростью зубчатыми венцами, один из которых совместно с неподвижным зубчатым венцом генерирует опорное напряжение, подаваемое на статор фазовращателя, а другой совместно с зубчатым венцом, укрепленным на измеряемом валу, генерирует напряжение, сравниваемое в фазовом детекторе с выходным напряжением ф а з ов р а щателя.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено двумя кодовыми дисками, один из которых является датчиком грубого отсчета и укреплен на измеряемом валу, а другой является датчиком точного отсчета и укреплен на одном валу с ротором фазовращателя и вращающимися зубчатыми венцами. Считывание угла по всем разрядам кодовых дисков грубого и точного отсчета производится по командным сигналам с фазового детектора в моменты точного со-. гласования положений дисков точного и грубого отсчета.

Это позволяет осуществлять точный съем информации об угле поворота вала по методу двух отсчетов без промежуточной следящей системы, что значительно упрощает устройство и повышает его надежность.

На черте>ке изображена принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство содержит кодовый диск 1 со считывающей системой 2 — 8 в качестве датчика

5 грубого отсчета, зубчатые венцы 4, 5, 6 и 7 (выполнены из магнитопроводного материала, каждый имеет по z зубцов); катушки 8 и 9 магнитных систем индукционных датчиков, модулирующий двигатель 10, фазовращатель

10 11, детектор 12, формирователь импульсов 13, вентиль 14 и кодовый диск 15 со считывающей системой 16 — 17 в качестве датчика точного отсчета. Кодовый диск 1 грубого отсчета и зубчатый венец 4 укреплены на измеряемом ва1S лу 18; зубчатый венец 7 укреплен неподвижно на корпусе прибора, а зубчатые венцы 5 и 6 укреплены на валу модулирующего двигателя 10, на котором также укреплены ротор фазовращателя 11 и кодовый диск 15 точного от20 счета.

При включении питания на статор модулирующего двигателя 10 начинают вращаться зубчатые венцы 5 и 6 и ротор фазовращателя

11. При этом в катушках 8 и 9 магнитных си25 стем возбуждаются переменные напряжения с частотой f=nz, где и — скорость вращения ротора модулирующего двигателя, об/сек. Напря>кение, возбу>кдаемое в катушке 9, является опорным (U,„) и им питаются статорные

30 обмотки фазовращателя 11. Напряжение U,„

164542 с ротора фазовращателя 11 и U, с катушки 8 подается на фазовый детектор 12. Фаза сигналов Ь„непрерывно изменяется от 0 до

2л со скоростью и циклов в секунду. Поэтому выходные сигналы с детектора непрерывно изменяются по величине и знаку также со скоростью п циклов в секунду.

В формирователе импульсов 13 в моменты перехода напряжения с детектора У„через нулевое положение формируются остроконечные импульсы U к, которые управляют вентилем 14, пропускающим сигналы питания U„„,.„ на ту или иную систему считывания 16 — 17 с кодового диска 15.

Если измеряемый вал 18 неподвижен, то со всех считывающих систем 2 — 8 грубого отсчета и 16 — 17 точного отсчета поступает одна и та же комбинация сигналов и раз в секунду, так как считывающие системы включаются при одном и том же положении кодовых дисков 1 и 15. При повороте вала 18 на угол ср в пределах шага зубцов зубчатого венца 4 фаза сигналов U, сдвигается относительно U„, в пределах от 0 до 2д. Теперь уже управляющие остроконечные импульсы Ь включают ту или иную считывающую систему 16 — 17 при другом положении вращающегося диска 15, так как момент формирования этих импульсов изза сдвига фаз сигналов U, относительно U„, изменился пропорционально углу поворота измеряемого вала 18.

Таким образом, повороту кодового диска 1 на 1/z оборота соответствует целый оборот (с точки зрения считывающей системы) кодового диска 15. Иоэтому диск 15 со считывающей системой 16 — 17 назван датчиком точного отсчета, а диск 1 со считывающей системой

2 — 8 — датчиком грубого отсчета, а в целом получается двухотсчетный датчик с преобразованием угла поворота в (i + k) — разрядное

5 двоичное число.

Описываемое устройство найдет применение в точных измерительных системах.

10 Предмет изобретения

Устройство для измерения угла поворота вала с фазовой синхронизацией, содержащее два индукционных датчика, снабженных вра1 щающимися с одинаковой скоростью зубчатыми венцами, один из которых совместно с неподвижным зубчатым венцом служит для генерирования опорного напряжения, подаваемого на статор фазовращателя, а другой, сов20 местно с зубчатым венцом, укрепленным на измеряемом валу, служит для генерирования напряжения, сравниваемого в фазовом детекторе с выходным напряжением фазовращателя, отличающееся тем, что, с целью уве25 личения точности съема информации и упрощения устройства, оно снабжено двумя кодовыми дисками, один из которых является датчиком грубого отсчета и укреплен на измеряемом валу, а другой является датчиком точного

З0 отсчета и укреплен на одном валу с ротором фазовращателя и вращающимися зубчатыми венцами, а считывание угла по всем разрядам кодовых дисков грубого и точного отсчета производится по командным сигналам с фазового

35 детектора в моменты точного согласованияположений дисков точного и грубого отсчета.

164542

Составитель А. Иванова

Чехред T. II. Курилко

Корректор Т. В. Муллина

Редактор И. Г. Карпас

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2268/16 Тираж 750 Формат бум. 60><90

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4