Устройство для высокоточной дистанционной передачи угла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1,739615

Союз Советскик

Социалистических

Республик.) т, т

sß ÔÄ ii . 34! ГУ;, I, I

I (61) Дополнительное к авт. свил-ву(5l )M. Кл, 08 С 19/02 (22) Заявлено 06.10.77 (21) 2530585/18-24 с присоединением заявки J%—

Гооударстеенный комитет (23) Приоритет—

t

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень l4 21

6o IIenw изобретений и открытий (53) УД К 654.93, .681 (088.8) . Дата опубликования описания 08,06.80 (72) Авторы изобретения

В. H. Шербаков и Ю. А. Наумов (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОТОЧНОЙ

ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА

Изобретение относится к области сис тем автоматического управления и предназначено для высокоточной дистанционной передачи угловых перемещений задающего вала. . Известны дистанционные следящие

5 системы передачи на расстояние угла поворота некоторой командной оси Я .

Однако в результирующей ошибке таких систем большой удельный вес зани10 мают ошибки чувствительных элементов.

Вследствие этого максимальная точность таких систем с наиболее точными чувствительными элементами не превышает

90-120 угл. секунд.

Наиболее. близким по технической cymности к изобретению является устройство для точной дистанционной передачи угла 2), содержащее многополюсный датчик и основной приемник типа индуктосин, ус- тановленные соответственно на задающей и принимающей осях, вспомогательный приемник типа двухполюсного вращающегося трансформатора. Ротор вспомогательного приемника связан с ротором главного приемника через редуктор. Передаточное отношение редуктора равно отношению чисел пар полюсов главного и вспомогательного приемников, т. е, показателю электромеханической редукдии многополюсной машины, Погрешность передачи угла в рассматриваемом устройстве от-! сутствует только в том случае, когда коэффициенты передачи (трансформации) датчика и главного приемника строго равны друг другу.

Практически невозможно изготовить электрически" машины со строгим равенством их коэффициентов трансформации.

Это приводит к тому, что в системе, содержащей редуктор в линии вспомогательный приемник - принимающий вал, появляе-. ется ошибка, обусловленная неравенством коэффициентов передачи датчика и главного приемника. Величина этой ошибки может достигать значения нескольких десятков угловых секунд.

3 739

Кроме того, сигнал, снимаемый со вспомогательного приемника, остается по величине небольшим (не превышает нескольких десятков милливольт). Это требует большого коэффициента усиления в системе, что приводит к снижению помехозащищенности линии.

Белью изобретения является повышение точности передачи угла.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены операционные усилители. Ротор вспомогательного приемника установлен на валу ротора основного приемника. Первые

BbIB0gb1 вторичных обмоток g&TRHKS угла, основного и вспомогательного приемников обьединены, вторые выводы одноименных вторичных обмоток датчика угла и основного приемника подключены к прямому и инвертирующему входам соответственно первого и второго операцион-. ных усилителей, выходы которых соединены со вторыми выводами вторичных обмоток вспомогательного приемника.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит (многополюсный) датчик 1 угла, установленный на задающем валу 2, и первый 3 и второй 4 операционные усилители, основной 5 и вспомогательный 6 приемники, ротор 7 вспо » могательного приемника, установленный на валу 8, ротора 9 основного приемника, вторичные обмотки 10, 11, 12 соответственно датчика, основного и вспомогательного приемников, двигатель 13, уси. литель 14, вторичную сигнальную абмот« ку 15 вспомогательного приемника 6 и редуктор 16 связи.

1О

20 дя систему, в согласованное состояние, т. е. в положение, когда 6 и Оп

Отсутствие редуктора между вспомогательным приемником и принимающим валоМ исключает основную составляющую ошибки передачи угла, обусловленную неравенством мгновенных значений передаточного отношения редуктора и показателей электрической редукции датчиso ка и основного приемника, Это значительно повышает динамическую точность сис« темы передачи угла. Отсутствие же редуктора между приемником 6 и валом 8 дает и принципиальную возможность установить вместо двигателя следящей системы 13 и редуктора связи с принимающим валом моментный двигатель непосредственно на принимающий вал. Благодаря этому все кинематические связи могут быть исключены. В результате исключа« ются и все составляющие ошибок, обус« ловленные погрешностями зацеплений.

Введение операционных усилителей в линию синхронной связи позволило про« извести усиление сигналов датчика и основного приемника с помощью одного и того же усилительного тракта интегральной твердотельной. микросхемы.

Процесс усиления сигналов датчика и основного приемника происходит одновременно с процессом их взаимной компенсации при прохождении одного и того же усилительного тракта. Это позволило компенсировать в разностном сигнале все собственные уходы и изменения коэффициента усиления операционного усилителя, которые возникают в связи с изменениями условий окружающей среды. Таким Устройство работает следующим образом.

Многополюсный датчик 1 и приемник

5, установленные на валах 2 и 8 соответственно, запитаны от одного источника питания переменного тока. На прямой и инвертирующий входы усилителей 3 и

4 подключены одноименные выводы обмоток датчика 1 и. основного приемника 5 по схеме компенсации. Таким образом, если угол поворота, вала 2 равен углу поворота вала 8, т. е. 9 Q на и прямом и инвертирующем входах усилителей 3 и 4 действуют напряжения, рав ные по величине и одинаковые по знаку.

Эти соотношения сохраняются при любом угловом положении вала 2 при выполнении условия равенства 9 и: Оп . Сигналы, равные по величине и фазе, подан ные на прямой и инвертирующий входы операционного усилителя, усиливаются и взаимокомпенсируются, проходя олин и тот же усилительный тракт. Таким об« разом, результирующее напряжение на выходе {разность) равно нулю. При повороте вала 2 на некоторый угол и возник новении разности между 0 и Оц, на выходе усилителей 3 и 4 появляются на» . пряжения синусоидальной формы; величина и фаза которых зависят or величины и знака разности между 8 д и Еп Э напряжения поступают на соответствующие обмотки 12 приемника 6, что приводит к появлению напряжения на его вторичной сигнальной обмотке 15. Это напряжение .усиливается усилителем 14 следящей системы, .поступает на двигатель 13„который через редуктор связи 16 вращает вал приемника 5, приво736615 образом, применение операционных усилителей позволило получить усиленный сигнал разности двух поданных на его входы напряжений и исключить влияние на него собственных нестабильностей операцион ного усилителя. Усиленный сигнал разности (сигнал в линии синхронной связи со вспомогательным приемником) может достигать значения нескольких вольт.

Это значительно повышает помехозащищенность линии синхронной связи и позволяет осуществлять трансляцию на значительное расстояние.

Предлагаемое устройство разработано при выполнении НИР Тантал .

Экспериментальная проверка цодтвердила полную работоспособность предложенного устройства. Разработка его и применение в системах автоматического управления позволит решить ряд задач навигации с более высокой точностью, технически более просто и компактно.

Это, в свою очередь, приведет к снижению стоимости аппаратуры.

Формула изобре т ения

Устройство для высокоточной дистанционной передачи угла, содержащее дат6 чик угла, основной приемник, вспомогательный приемник, вторичная сигнальная . обмотка которого через усилитель подключена к двигателю, связанному через

S редуктор с основным приемникам, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности передачи угла, в устройство введены операционные усилители, ротор вспомогательного приемника установлен на валу ротора основного приемника, первые выводы вторичных обмоток датчика угла, основного н вспомогательного приеМников объединены, вторые выводы одноименных вторичных обмоток датчика угла и основного приемника подключены к прямому и инвертирующему входам соответственно первого н второго операционных усилителей, выходы которых соединены со вторыми выводамн вторичных обмоток вспомогатель- . ного приемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бесекерский В. А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. М., "Наука", 1970, рнс. 5.1,6, с. 143.

2. Авторское свидетельство СССР

М 222201, кл. Cj 08 С 19/G2, . 18.03.66 (прототип).

3 Заказ 29451 l6

682 Подписное ф шнал ППП "Патент ", r.Óæãорад, ул. Проектная, 4