Преобразователь угловых перемещений

 

пц 590796

Союз Советских

Социалистических

Республик сз еоою :тн я (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.10.76 (21) 2414858/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 08С 9/04

Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.01.78, Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 07.02.78 (53) УДК 621.317.39:531. .749 (088.8) (72) Авторы изобретения

1О. 1Ц, Кушнер и В. Б. Кудрявцев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

" УааРственные комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, а именно — к частным преобразователям аналоговых величин.

Известны преобразователи угловых перемещений в частоту следования импульсов, основанные на использовании датчиков квантовых или протонно-прецессионных магнитометров и обеспечивающие высокую точность преобразования (1). В таких преобразователях угловые перемещения объектов при помощи связанных с ними вращающихся магнитных систем преобразуются в магнитное поле, в зоне которого расположен квантовый или протонно-прецессионный датчик. Затем напряженность магнитного поля с погрешностью порядка сотых долей процента преобразуется в частоту электрических сигналов. Недостаток известных устройств состоит в невысоком быстродействии.

Наиболее близким к изобретсншо является преобразователь угловых перемещений, содержащий квантовый датчик, магнитные системы, одна из которых жестко соединена с корпусом, а другая — с входным валом, и источник опорного напряжения, подключенный к магнитным системам (2). Недостаток этого преобразователя состоит в ограниченном диапазоне допустимого изменения входной величины.

Цель изобретения состоит в повышении надежности и расширения диапазона преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены усилитель-формирователь, интегратор, компенсационная магнитная система, которая установлена ортогонально первой магнитной системе, и нульиндикатор напряженности магнитного поля, магнитная ось которого ориентирована параллельно осп компенсационной магнитной системы, причем выход нуль-индикатора напря1п жепностп магнитного ноля через последовательно соединенные усилитель-формирователь н интегратор подключен к входу компенсационной магнитной системы.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого преобразователя.

Магнитная система 1 и компенсационная магнитная система 2 взаимно ортогональны и жестко соединены с корпусом 3, являющимся магнитным экраном. В корпусе 3 расположена подвижная магнитная система 4, связанная с входным валом 5 преобразователя. Все три магнитные спстсмы 1, 2 и 4 могут быть выполнены, например, в впдс колец Гельмгольца или

Браунбека. Магнитные системы 1 и 4 подключены к источнику опорного напряжения 6, а компенсационная магнитная система 2 через последовательно соединенные интегратор 7 и усилитель-формирователь 8 связана с выходом нуль-индикатора 9 напряженности магнитЗО ного поля, выполненного, например, в виде

590796

15

Зо

40 феррозонда, магнитная ось которого расположена параллельно оси магнитной системы 2.

В зоне магнитных систем неподвижно укреплен квантовый самогенерирующий датчик 10, выход которого является выходом частотного преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Магнитные системы 1, 2 и 4 создают в пространстве, ограниченном корпусом 3, магнитное поле, результирующая напряженность Н которого является геометрической суммой векторов напряженности Нь Н и Н4 магнитных полей соответственно систем 1, 2 и 4 и зависит от угла поворота входного вала 5, связанного с подвижной магнитной системой 4. Вектор

Н< можно рассматривать как геометрическую сумму двух составляющих, одна из которых

H коллинеарна, а вторая Н < — ортогональна вектору Н и, следовательно, коллинеарна вектору Н .

Магнитная система 2 совместно с интегратором 7, усилителем-формирователем 8 и нуль-индикатором 9 напряженности магнитного поля служит для компенсации компоненты Н 4. С этой целью магнитная ось нульиндикатора 9 ориентирована параллельно оси магнитной системы 2, и следовательно, колли— > неарна вектору Н 4. При этих условиях входной сигнал нуль-индикатора 9 пропорционален составляющей напряженности результирующего магнитного поля, параллельной оси магнитной системы 2.

В качестве нуль-индикатора 9 может быть использован феррозонд или другой датчик индукционного типа. Усилитель-формирователь

8 усиливает и преобразует выходной сигнал нуль-индикатора 9 в постоянный ток. Интегратор 7 используется для устранения статической ошибки системы компенсации.

Вследствие компенсации составляющей Н"4, т. с. при Н = — Н 4 вектор результирующей напряженности магнитного поля в зоне расположения датчика 10 равен сумме двух коллинеарных векторов Н и Н 4. Поэтому вектор

H независимо от угла поворота входного вала

5 направлен параллельно оси магнитной системы 1, а его величина, фиксируемая квантовым датчиком 10, является функцией угла между осями подвижной и неподвижной магнитных систем 4 и 2.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений, содержащий квантовый датчик, магнитные системы, первая из которых жестко соединена с корпусом, а вторая — с входным валом, и источчик опорного напряжения, подключенный к магнитным системам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразования, в преобразователь введены усилитель-формирователь, интегратор, компенсационная магнитная система, которая установлена ортогонально первой магнитной системе, и нуль-индикатор напряженности магнитного поля, магнитная ось которого ориентирована параллельно оси компенсационной магнитной системы, причем выход нуль-индикатора напряженности магнитного поля через последовательно соединенные усилитель-формирователь и интегратор подключен к входу компенсационной магнитной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кудрявцев В. Б. и др. Прецезионные частотные преобразователи автоматизированных систем контроля и управления. 1974, с. 76 — 79.

2. Авторское свидетельство СССР Ко 223623, кл. G 08С 9/00, 1967.

590796

) !

Составитель И. Назаркина

Техред Л. Гладкова

Редактор Н. Громов

Корректоры: Л. Денискина и И. Позняковская

Заказ 3267/10 Изд. ¹ 172 Тираж 778 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2