Преобразователь угла поворота вала в напряжение
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 210678 (21) 2633674/18-24 (5 ) М. Кл. с присоединением заявки Йо —(23) Приоритет
G 08 С 9/04
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 23.0780. Бюллетень )4о 27
Дата опубликования описания 230780 (53) УДЫ 681. 32 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.П. Счеславский, Ю.И. Грибанов и В.И. Панченко (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА
B НАПРЯЖЕНИЕ
Изобретение относится к автоматике и может найти применение в технике электропривода как элемент систем авторегулирования.
Известно устройство для дистан- 5 ционной передачи угла, содержащее индуктосин-датчик, обмотки которого через обмотки вращающегося трансформатора соединены с обмотками индуктосина-приемника, усилитель сигнала рас.согласования и исполнительный блок (1).
Наиболее близким техническим решением является преобразователь углового перемещения ротора в аналого- j5 вый сигнал, содержащий согласующие усилители, выходы которых подключены ,к двум выходам схемы сравнения и через резисторы - ко входам фаэосдвигающего усилителя, выходы которого 29 подключены ко второму усилителю-огра.ничителю, третий вход схемы сравнения соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, подключенного через . трансформатор к рото- 25 ру сельсина-датчика, второй выход формирователя прямоугольных импульсов через первый переключатель подключен ко второму входу триггера,вы.-код схемы сравнения через логический 30 триггер соедйнен соответственно со вторым и третьим переключателями, соединенными со входами фазосдвигающего усилителя (2) .
Известное устройство работает на принципе формирования сигнала переменной фазы и преобразования сигнала переменной фазы, зависимой от углового положения ротора сельсина-датчика, в сигнал-аналог углового положения постоянного тОка.
Недостатки известных устройств низкая точность преобразования и низкая надежность устройства.
Цель изобретения — повышение точности и надежности преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены нуль-орган, регулятор уровня сигнала, избирательный фильтр, анализатор знака, блок выделения фронта импульса, два элемента проверки масштаба преобразования, пороговый детектор, блок задержки, источник эталонного напряжения и ключ, обмотка питания сельсина соединена со входом нуль-органа, выходы которого через первый переключатель соединены со входом порогового детектора, выход;. которого через блок задержки соединен со входом
750536 первого элемента проверки масштаба преобразования и с первым входом элемента:памяти,. выход регулятора уровня сигнала через последовательно соединенные избирательный фильтр, анализатор знака и блок выделения фронта импульса подключен ко входу второго элемента проверки масштаба преобразования и ко второму входу элемента памяти, выходы которого через второй переключатель подключены к первому входу ключа,. второй вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, а выход подключен ко входу интегратора.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит сельсин 1, трансформатор 2, емкость 3 и резистор фазосдвигающей цепи 4, регулятор 5 уровня сигнала (потенциометр выравнивания коэффициентов сложения действительного и квадратурного сигна-. лов), избирательный фильтр 6, ана.лизатор 7 знака, блок 8 выделения фронта импульса, элемент 9 памяти (триггер), элемент 10 проверки масштаба преобразования, нуль-орган 11 (пиковый трансформатор), первый переключатель 12 (переключатель фиксированного смещения), пороговый детектор 13, блок 1 задержки, второй переключатель 15 (переключатель реверса), ключ 16, источник 17 .эталонного напряжения, интегратор 18 (масштабный интегрирующий усилитель).
Два вывода трехсекционной обмотки ротора сельсин 1 связан с двумя выводами концов первичной обмотки трансформатора 2, вывод ее средней точки заземлен и связан с одним из выводов емкости фазосдвигающей цепи, второй вывод емкости 3 соединей с одним выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и через резистор фазосдвигающей цепи 4 связан с третьим выводом обмотки ротора сельсина 1, другой- вывод вторичной обмотки трансформатора 2 соединен с .одним выводом потенциометра 5 выравнивания коэффициентов сложения действительного и квадратурного сигналов, а его другой вывод связан с первыМ выводом вторичной обмотки трансформатора 2, подвижной контакт потенциометра 5 соединен со входом избирательного фильтра 6, выходом связанного со входом анализатора 7 знака, выход которого через блох 8 подключен к одному входу триггера 9, и к первому элементу 10 проверки масштаба преобразования,.сетевое напряжение питания сельсина 1 подано через резистор на первичную обмотку пикового трансформатора 11, средняя точка вторичной обмотки которого заземлена, концы вторичной обмотки пикового трансформатора 11 через переключатель 12 фиксированного смещения подключены ко входу порогового детектора 13, выходом присоединенного ко входу блока 14 задержки, выход которого подключен ко второму входу триггера 9 и второму элементу 10 проверки масштаба преобразования, оба выхода триггера
9 через переключатель 15 реверса связаны со входом управления ключа 16, сигнальный вход которого связан с выходом источника 17 эталонного н.спряжения, а выход ключа 16 соединен с масштабным интегрирующим усилителем 18.
Устройство работает следующим образом.
На сигнальные входы устройства подают сигналы 3-х секционной обмотки сельсина 1 или уравновешенных синхронных сельсинных передач. При помощи трансформатора 2 с отводом средней.
2О точки первичной обмотки эти сигналы приводятся к виду двух сигналов взаимно перпендикулярных направлений..
По сигналу одного направления введен фазовый сдвиг. Активное сопротивление
g5 фазосдвигающей цепи 4 выбрано много большим, чем емкостное сопротивление на частоте питающей сети емкости фазосдвигающей цепи. При этом фазовый сдвиг этого сигнала на частоте пиЗо такщей сети близок к 90 . Второй о сигнал передается трансформатором 2.
Коэффициенты передачи сигнала интегрирующей цепи и сигнала передаваемого без фазового сдвига трансформатором выравниваются потенциометром 5.
Пусть напряжение питающей сети
U = A был t. Напряжение на входе
-фазосдвигающей цепи U = A cos Напряжение на входе трансформатора U = A sing.sinvt> 40. где U — напряжение у угловое положение ротора сельсина; . ь — частота сети; время; A — коэффициенты. На выходе фазосдвигающей цепи одно векторное напряжение равно U< = A.cosy. созсд t а второе век.торное щ напряжение на потенциометре выравни" вания коэффициентов сложения равно П = ASin
lIo действительной составляющей {беэ фазового сдвига) проходят помехи высших гармоник, вызванные напря65 женйым магнитным режимом сердечника 75053б 30 60 сельсина 1, по квадратурной составляющей эти помехи подавляются фазо2 сдвигающей цепью. Сигнал результирующего вектора в реальных условиях включает искажения высших гармоник, прошедших по действительной составляющей, перемещаемые по фазе в зависимости от положения ротора сельсина. Эти искажения выравниваются избирательным фильтром б. Отфильтрованный сигнал полученного напряжения с фазовым сдвигом по частоте питающей сети, определяемым угловым положением ротора сельсина, представляется логическим сигналом анализатора 7 знака, выделяется один из фронтов этого сигнала блоком 8 и подается на вход триггера 9. Триггер фиксирует изменением своего состояния прохождение этого импульса, например сбросом в нулевое состояние. Сигнал опорной фазы питающей сети через пиковый трансформатор 11, формирующий импульс при смене знака напряжения сети, поступает на вход порогового детектора 13, отбирающего импульс одного знака, который задерживается блоком 1 4 задержки с регулируемой установкой времени задержки. Время задержки устанавливается установкой с воэможностью ее вариации в пределах половины периода питающей сети, перекрытие второй половины периода питающей сети достигается при помощи переключателя 12 фиксированного смещения. Задержанный импульс поступает на другой вход триггера 9 и взводит его в состояние, например 1, в котором он находится до поступления импульса смены знака. Импульсы выхода триггера с частотой сети поступают на вход управления ключа 1б, который на время импульса триггера в пределах периода питающей сети, пропорциональное угловому положению ротора сельсина в пределах оборота, подключает источник 17 ко входу интегрирующего масштабноrо усилителя 18, который усредняет эти импульсы. Коэффициент передачи этого блока задан отношением величин сопротивлений резисторов на входе и в цепи обратной связи, таким образом, что изменение положения д ротора сельсина в пределах О + 2 к отвечает линейному изменению выходного сигнала в пределах стандарткого диапазона. Устройство работает также в обращенном режиме, когда за нуль отсчета принято время смены знака результирующего модуля с переменным фаэовым сдвигом и отсчитывается относительно него несоответствие фазы сети, В этом случае переключатель 1 5 реверса переводится в другое положение, переключая прямой выход триггера 9 на инверсный. При реальных измерениях не всегда имеется возможность симитиро зать начальное или конечное значение диапазона; в этом случае по прекращению. определяют положение переключателя 15 реверса, а затем выставляют напряжение на выходе устройства переключателем 12 смещения и установкой блока 14 задержки по соответствию его текущему значению углового положения ротора сельсина или синхронно следящих систем.Элементы 10 проверки масштаба, подключенные ко входам триггера 9 или специальным установочным его входам О, 1 позволяют имитировать начало и конец диапазона измерения. Начало диапазона характеризуется нулевым коэффициентом заполнения импульсов триггера 9, а конец — единичным значением Зкономическая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется указанными выше его техническими преимуществами. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с двумя обмотками сельсина,. фазосдвигающую цепь, соединенную с третьей обмоткой сельсина, интегратор, элемент памяти и переключатели, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности преобразователя, в него введены нуль-орган, регулятор уровня сигнала, избирательный фильтр, анализатор знака, блок выделения фронта импульса, два элемента проверки масштаба преобразования, пороговый детектор, блок задержки, источник эталонного напряжения и ключ, обмотка питания сельсина соединена со входом нульоргана, выходы которого через первый переключатель соединены со входом порогового детектора, выход которого через блок задержки соединен со входом первого элемента проверки масштаба преобразования и с .первым входом элемента памяти, выход регулятора уровня сигнала через последовательно соединенные избирательный фильтр, анализатор знака и блок выделения фронта импульса подключен ко входу второго элемента проверки масштаба преобразования и ко второму входу элемента памяти, выходы которого через второй переключатель подключены к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, 750536 Составитель Г. Антонова Редактор М. Ликович Техред М.Кузьма Корректор Г. Назарова Заказ 4472/20 Тираж 682 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35> Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 а выход подключен ко входу интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 222201, кл.G 08 С 19/02, 1966 ° 2. Авторское свидетельство СССР В 475647, кл,G 08 С 9/04, 1975. (прототип).
