Преобразователь угловых перемещений

 

ОПИСAHuЕ 462989

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.07.72 (21) 1816506. 25-28 (5l) М. Кл. G 01b 19 00

G 01с1 5/243 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (32) Приоритет

Опубликовано 05.03.75. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 19.06.75 (53) УДК 531.717.35 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В. А. Курчавый и М. Б, Лейтман

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель

1 б (54) Г1рВОБ1АЗОВАТВЛБ VrSOBb1X nEVEMEmEVVVI ..

1 ..

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных системах для точного измерения углового перемещения.

Известен преобразователь угловых переме- 5 щений, содержащий индукционный фазовращатель и измеритель фазовых сдвигов между выходным напряжением фазовращателя и опорным напряжением, в качестве которого использовано напряжение питания фазовра- 10 щателя. Однако отмечается невысокая точность измерений из-за изменения фазы выходного напряжения фазовращателя при изменении температуры.

Предлагаемый преобразователь отличается 15 тем, что он снабжен схемой выбора максимальной амплитуды переменных напряжений, входы которой подключены к выходным обмоткам СКВТ, а выход — ко входу канала опорного напряжения; фазосдвигающей цепоч- 20 кой и схемой «И», которая одним входом подсоединена к выходу канала опорного напряжения, вторым входом — к питающему напряжению СКВТ через фазосдвигающую цепочку и выходом — ко входу триггера фазометра. 25

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь угловых перемещений содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор 1 (СКВТ) с двумя статорны- зп ми обмотками 2 и 3 и с двумя роторными обмотками 4 и 5, два согласующих усилителя— ограничителя 6 и 7, имеющих одинаковые входные сопротивления и трансформаторный вход, фазосдвигающее устройство 8, суммирующий усилитель — ограничитель 9 с входными сопротивлениями 10 и 11. Кроме того, преобразователь включает дифференцирующую цепь 12, различитель амплитуды 13, ключевые схемы 14 и 15, усилитель — ограничитель 16, формирователь импульсов 17, логическую схему «И» 18, триггер 19, фильтр постоянной составляющей 20, который включает источник импульсов стабильной амплитуды 21 и сглаживающий фильтр 22.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные напряжения U< и U2 роторных обмоток подаются на входы согласующих усилителей 6 и 7. Выходное напряжение согласующего усилителя 6 U3 поступает на устройство 8, выходное напряжение которого U5 подается на один из входов усилителя-ограничителя 9. Фаза напряжения сдвинута относительно фазы напряжения U на 90 . На второй вход усилителя-ограничителя 9 подается выходное напряжение U< согласующего усилителя 7.

Величины токов У и 12 пропорциональны напряжениям U; и U». Ток I>, являющийся

462989

3 геометрической суммой токов 14 и I2 постоянен по амплитуде, а его фаза прямо пропорциональна углу поворота ротора СКВТ. При переходе тока I3 через нулевое значение в отрицательный полупериод на выходе усилителя-ограничителя 9 формируется прямоугольный импульс напряжения U<, длительность которого равна полупериоду тока I>. Дифференцирующая цепочка 12, на которую подается напряжение Us, дифференцирует передний 1р фронт импульса, на выходе получается короткий импульс положительной полярности, который поступает на вход триггера 19.

В качестве опорного напряжения используются выходные напряжения Uz и U4 уси- 15 лителей-ограничителей 6 и 7, пропорциональные напряжениям У4 u Uq роторных обмоток

СКВТ.

Различитель наибольшей амплитуды 13 двух переменных напряжений своими выход- 2р ными напряжениями U8 и Ug управляет ключевыми схемами 14 и 15 так, что входной ток

I4 усилителя-ограничителя 16 пропорционален наибольшему из напряжений U3 или U4.

На выходе усилителя-ограничителя 16 обра- 25 зуется напряжение прямоугольной формы U<>, фронты которого соответствуют моментам перехода через нуль синусоидального тока l4.

Выходное напряжение U4 формирователя импульсов 17 имеет форму коротких отрицатель- 3ð ных импульсов, передний фронт которых соответствует моментам перехода через нуль тока

I4. Для получения напряжения U<, управляющего триггером 19ипо второму входуи представляющего собой короткие запускающие З5 импульсы, положение которых во времени не зависит от угла а поворота ротора, используется логическая схема 18, выполняющая логическую операцию совпадения двух импульсов — одного со схемы, другого, получаемого 4р из U„è сдвинутого фазосдвигающей цепочкой на угол 15 . Этот сдвиг необходим для правильной работы схемы «И» 18 при сдвиге фазы напряжения U (U ) от изменения температуры. 45

Длительность импульсов выходного напряжения U» триггера 19 прямо пропорциональна углу поворота ротора СКВТ. Для получения импульсов выходного напряжения, амплитуда которых не зависит от напряжения питания триггера, применен источник импульсов стабильной амплитуды. Выходное напряжение преобразователя в виде постоянного тока получаем с выхода фильтра постоянной составляющей.

Точность измерения повышается благодаря тому, что при применении согласующих усилителей с одинаковыми высокоомными входами сопротивления нагрузка на обе выходные обмотки оказывается одинаковой, чем достигается полное симметрирование СКВТ со вторичной стороны. Применение в схеме фазовращателя вместо пассивной фазосдвигающей цепочки позволяет получить высоколинейную зависимость фазы выходного напряжения фазовращателя, вследствие большей точности сдвига фазы фазосдвигающего устройства на 90 .

Применение в качестве опорного напряжения выходных напряжений СКВТ уменьшает температурную погрешность, так как фаза выходного напряжения ф азов ращателя и опорного напряжения изменяется на одинаковую величину при изменении температуры.

Диапазон измеряемых угловых перемещений от Π— 358 .

Предмет изобретения

Преобразователь угловых перемещений, содержащий фазовращатель с использованием синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) и фазосдвигающего устройства; триггерный фазометр с каналами измеряемого и опорного напряжений, о т л и ч а ющ ий с я тем, что, с целью повышения точности измерений и температурной стабильности преобразования, он снабжен схемой выбора максимальной амплитуды переменных напряжений, входы которой подключены с помощью согласующих усилителей к выходным обмоткам СКВТ, а выход — ко входу канала опорного напряжения; фазосдвигающей цепочкой и схемой «И», которая одним входом подсоединена к выходу канала опорного напряжения, вторым входом — к питающему напряжению СКВТ с помощью фазосдвигающей цепочки, а выходом — ко второму входу триггера фазометра.

462989

Составитель И. Костюк

Техред М. Семенов

Корректор Л. Котова

Редактор О. Филиппова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1432/3 Изд. Мз 635 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5