Устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТО РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик

«»938174 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 17.11.80 (21) 3008034/18-21 (53)М. Кл.

5 01 К 19/02 с присоединением заявки .%

3Ъауаарстеенный комитет

СССР (23) П рноритет пв делам нзабретеннй н вткрытнй

Опубликовано 23. 06. 82, Бюллетень № 23 (53) УДК 621. 317.

=-....3(088.8) Дата опубликования описания 23 . 06 . 82 „.

l! !

Т. B. Алябьева, 10. П. Лукин и A. Г. 1тикеров

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ

ОШИБКИ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ С ДИСТАНКИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

HA СИНУСНО-КОСИНУСНЫХ ВРАЩйОЦИХСЯ ТРАНСФОРМАТОРАХ

Изобретение относится к электроизмсрительной технике и предназначено для использования при испытаниях и контроле следящих систем повышенной точности.

Известно устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы, содержащее последовательно включенные диодно-резистивный квадратор, управляющий фильтр и регистрирующий прибор (1 1.

Недостаток известного устройства заключается в значительной сложности, обусловленной выполнением квадратора по принципу линейно-сегментной аппроксимации с большим количеством аппроксимирующих участков.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения среднеквадратичной ошибки сле-20 дящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающих.-. ,ся трансформаторах, содержащее выпрямитель, вход которого соединен с си2 нусной обмоткой трансформатора-приемника, квадратор, выполненный в виде делителя из нелинейного полупроводникового сопротивления, подключенного одним из выводов к выходу выпрямителя, и постоянного резистора, связанного с шиной нулевого потенциала, усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом квадратора, а также установленный на выходе усредняющего фильтра регистрирующий прибор со шкалой, проградуированной в единицах, пропорциональных корню квадратному на рвгнстрнрувмого тока(2 .

Недостаток указанного устройст= ва определяется существенными погрешностями измерения, возникающими вследствие температурной нестабильности нелинейного полупроводникового сопротивления.

Кель изобретения - повышение точности измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что, в уСтройство для измерения сред25 (4) где U—

Если

3 938 неквадратичной ошибки следящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах, содержащее последовательно внл. ченные усредняющий фильтр и регистрирующий прибор со шкалой, проградуированной в единицах, пропорциональных корню квадратному из регистрируемого тока, введен блок сравнения, первый сигнальный вход которого соединен с входной обмоткой трансформатора-датчика, второй сигнальный и управляющий входы соответственно - с косинусной и синусной обмотками трансформатора-приемника, а выход - с входом усредняющего фильтра.

Блок сравнения содержит два ста бильных по чувствительности выпрямителя, входы которых подключены к входной обмотке трансформатора-датчика и косинусной обмотке трансформатора-приемника, фазочувствительный выпрямитель, вход которого соединен с синусной обмоткой трансформатора-приемника, первый сумматор, вход которого подключен к выходам стабильных по чувствительности выпрямителей, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого сумматора, а управляющий вход — к выходу формирователя импульсов, элемент памяти, вход которого соединен с выходом ключа, второй сумматор, входы которого подключены к выходам элемента памяти и первого сумматора, а выход — к входу усредняющего фильтра.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устроист174 4 корню квадратному из регистрируемого тока. Блок 10 сравнения состоит из стабильных по чувствительности выпрямителей 13 и 14, фазочувствительного выпрямителя 15, сумматора 16, формирователя 17 импульсов, ключа 18 ° элемента памяти 19 и сумматора 20.

Принцип действия предложенного устройства заключается в следующем.

10 Напряжение О на косинусной обмотке 5 трансформатора-приемника 3 определяется как

U = 0 со50 с (1) макс

15 где U — максимальное значение на6 м сеанс пряжения на обмотке 5; д - ошибка следящей системы. функцию косинуса можно разложить в ряд, ограничиваясь при малых сГ двумя членами разложения. рЪ

При этом cos d 1 — --- (2)

Следовательно, выражение (1) может быть переписано в виде уЯ.

5 мсяс макс

Блок 10 сравнения осуществляет операцию вычитания. Его выходное напряжение Ц соответствует

1 ЯU =К U- U =К U- U +U 1о 4& 2. 4Ь 2 5р с «9и н напряжение на входной обмотке 2 трансформатора-датчика 1; коэффициент пропорциональности,. устанавливаемый в сумматоре 16.

К выбрать из соотношения ва для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы с дйстанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах.

Контролируемая следящая система включает трансформатор-датчик 1 с входной обмоткой 2, трансформатор-: приемник 3 с синусной 4 и косинусной

5 обмотками, размещенными на роторе

6, усилитель 7 и исполнительный двигатель 8, вал которого механически связан с объектом 9 управления и ротором 6 трансформатора-приемника 2.

Собственно измерительное устройство содержит блок 10 сравнения, усредняющий фильтр 11 и регистрирующий прибор 12, шкала которого проградуирована в единицах, пропорциональных

U z. то с учетом выражения (1i), получаем

1 =U

К (5) мокс

Усредняющий фильтр 11 обеспечивает выделение среднего значения напряжения Ц . Выходное напряжение U

1о фильтра 11 соответствует м

Т о о где К - коэффициент передачи фильтра 11; и

Т вЂ” период усреднения (постоянная времени фильтра 11).

938174 6

К„- фф с) dt

0 (8) 45

В результате ток регистрирующего прибора 12 оказывается равным к+, д,) И. 12. H 42. Т о gмакс

"т ® () где К - крутизна регистрирующего прибора 12, К = --- ---- К К

" мсяс

2 1 2- 41

Если шкала регистрирующего прибора 12 проградуирована в единицах, пропорциональных корню квадратному от регистрируемого тока, то измеренное по шкале прибора значение, таким образом, пропорционально среднеквадратичной ошибке следящей системы

В процессе измерений при прохождении напряжения на синусной обмотке трансформатора-датчика 2 (а следовательно и ошибки() через нуль формирователь lj импульсов подает на управляющий вход ключа 18 короткие открывающие импульсы. В этот

1момент напряжение на косинусной обмотке 5 достигает максимума. Иаксимальным оказывается и напряжение на выходе сумматора 16, которое через открытый ключ 18 запоминается в элементе 19 памяти. В связи с этим на выходе сумматора 20, осуществляющего операцию вычитания в соответствии с выражением (4), выделяется напряжение, отображающее квадрат ошибки 0 .

Повышенная точность измерения, обеспечиваемая предложенным устройством, достигается за счет исключения из его конструкции составных элементов со значительной температур ной нестабильностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы

5 о

15 го г5 зо

35 о с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах, содержащее последовательно включенные усредняющий фильт15 и регистрирующий прибор со шкалой, проградиурованной в единицах, пропорциональных корню квадратному из регистрируемого тока, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок сравнения, первый сигнальный вход которого соединен с входной обмоткой трансформатора-датчика, второй сигнальный и управляющий входы соответственно - с косинусной и синусной обмотками трансформатораприемника, а выход - с входом усредняющего фильтра.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит два стабильных по чувствительности выпрямителя, входы которых подключены к входной обмотке трансформатора-датчика и косинусной обмотке трансформатора-приемника, фазочувствительный выпрямитель, вход которого соединен с синусной обмоткой трансформатора-приемника, первый сумматор, вход которого подключен к выходам стабильных по чувствительности выпрямителей, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого сумматора, а управляющий вход - к выходу формирователя импульсов, элемент памяти, вход которого соединен с выходом ключа, второй сумматор, входы которого подключены к выходам 7 .элемента памяти и первого сумматора, а выход — к входу усредняющего фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 434547, кл. Н 02 M 7/10, 1973.

2. Жовинский В. H. Генерирование шумов для исследования автоматических систем, М., "Энергия", 1968, с. 93-94.

938174

Составитель Л Морозов

Техред М. Рейвес корректор М. Шароши

Редактор A. Козориз

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комите митета СССР по д делам изобретений и открытий шская наб., д. 4/5

113035, Москва, Ж-35, Раушская на ., д.

Заказ 4452/67 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. р

11 л. Il оектная, 4