Устройство для измерения фазовой ошибки фазовращателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>983576

Союз Советскнв

Сот4налнстнческнз

Реслублнк (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) ЗаяВлено 01. 04. 81(21) 3268007/18-21 с присоединением заявки М (И1М.К.

G 01 R 25/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 317. .77(088.8) Опубликовано 23,12.82.Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23. 12.82 (72) Авторы изобретекия. /

j (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОЙ

ОШИБКИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и.предназначено для измерения погрешности электромеханических фазовращателей.

Известно устройство для измерения фазовой ошибки фазовращателей, содержащее генератор импульсов высокой частоты, делитель частоты форми-. рователь синусоидальных напряжений, измеритель положения с закрепленным на нем фазовращателем, электронный осциллограф, переключатель и реле времени t lg„ .1

Недостатком известного устройст- 35 .ва является сложность. Одним из наиболее сложных его узлов является переключатель чередования фаз, коммутирующий ток в индуктивностях фазовращателя. Поскольку невозможно осуществить одновременную коммута цию в обеих первичных обмотках в мо» мент нулевого тока, коммутация приводит к выбросам напряжений, требующих высоковольтных ключей, либо к 25 длительным переходным процессам.

Кроме того, одновременное наблюдение на экране двух систем импульсов существенно затрудняет .лсчет ошибки и не позволяет опреде.лить ее знак. 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее генератор импульсов, К-разрядный делитель частоты, формирователь синусоидального сигнала, блок измерения положе ния, фазовращатель, формирователи импульсов, двухвходовой элемент ИЛИ, элемент задержки импульсов, блок синхронизации импульсов, включающий элемент И и триггер, электронный осциллограф f2).

Недостатком этого устройства является низкая достоверность выходной информации, обусловленная тем,- что из-эа неопределенности фазового сдвига синусоидального напряжения относительно опорного напряжения генератора импульсов и его температурной нестабильности может иметь место случай, когда фронт импульса на выходе формирователя совпадает с фронтом генератора. В силу известного эффекта состязаний, а также в силу незначительных флуктуаций фронта импульса на выходе формирователя под влиянием помех, импульс на выходе элемента И в два последовательные моменты его появления может синхро983576 низироваться различными фронтами сигнала генератора, отстоящими друг от друга на период частоты генератора, Это приведет к появлению на экране осциллографа двух импульсов ной фазы отстоящих на опорного напряжения.

Такой же эффект по тем же причинам может наблюдаться;и при синхронизации импульсов измеряемой фазы.

Таким образом, на экране осциллографа может одновременно наблюдаться четыре импульса вместо двух, при этом появление паразитных импульсов измеряемой фазы может наблюдаться, 360, 15 через каждый --- градусов угла no2v ворота ротора. Это приводит к затруднению определения величины ошибки.

Целью изобретения является повышение достоверности выходной инфор- 20 мации.

Цель достигается тем;что в. устройство для измерения фазовой ошибки фазовращателя, содержащее генератор импульсов, соединенный с первым вхо- 25 дом элемента И и через последовательно включенные делитель частоты и формирователь синусоидального сигнала - с входом фазовращателя, закрепленного в измерителе положения, пер- 30 вый формирователь, вход которого соединен с одним из выходов формирователя синусЬидального сигнала, второй формирователь, вход которого соединен с выходом фазовращателя, и ос- 35 циллограф, введены счетчик с шиной сброса, блок набора кода, блок,сравнения, ХК -триггер, шина логической единицы, при этом счетный вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, шина сброса счетчика соединена с выходом первого формирователя и первым входом осциллогра. фа, выходы счетчика и блока набора кодов подключены соответственно к первым и вторым входам блока сравнения, его выход соединен с вторым входом элемента И,выход которого соединен с входом Х I+-триггера, вход .К IKj-триггера соединен с выходом второго формирователя, выход

IK -триггера соединен с вторым входом осциллографа, а его тактовый вхоА — с шиной логической единицы.

На чертеже приведена структурная схема устройства, 55

Устройство содержит генератор 1 импульсов, К-разрядный делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидаль. ного сигнала, измеритель 4 положения, фазовращатель 5, формирователи 60

6 и 7 импульсов, осциллограф В, элемент И 9, IKg-триггер 10, К-разрядный счетчик 11 с шиной сброса, блок

12 сравнения, блок 13 набора кодов угла и шину 14 логической единицы. 65

Устройство работает следующим образом.

В блске 13 устанавливается требуемый код угла поворота. Фазовращатель

5, получающий напряжение питания через последовательно включенные гене-, ратор 1, делитель.2 и формирователь 3, вйрабатывает на- выходе напряжение, фаза которого (с некоторой ошибкой) пропорциональна углу поворота ротора. Угол поворота ротора задается измерителем 4 равным углу, код которого набран в блоке 13.

Формирователь 6 формирует короткий импульс в момент перехода опорного напряжения через нулевой уровень формирователь 7 — в момент перехода через нулевой уровень напряжения на выходе фазовращателя 5.

Импульс формирователя б, воздей" ствуя на шину сброса счетчика, устанавливает его в нулевое состояние в момент перехода опорного напряже= ния через нулевой уровень. Таким образом, импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 11 от генератора 1, преобразуются счетчиком 11 в двоичный К-разрядный код, который с точностью до уровнй дискретности соответствует фазе опорного напряжения. Очевидно, что ошибка такого преобразования увеличением разрядности счетчика К может быть сведена к достаточно малой величине.

В момент равенства кода счетчи-. ка ll коду, набранному в блоке 13, блок 12 сравнения вырабатывает импульс, длительность которого равна периоду следования импульсов на выходе генератора 1.

Полярность счетного фронта для счетчика 11 выбирается отрицательной, что легко достигается введением логического инвертора или типом счетчика.

Полярность сигналов, на которые реагирует элемент И 9, выбирается положительной. В этом случае отрицательный полупериод импульсов генератора 1 выключает элемент И 9, препятствуя формированию на его .выходе шумового сигнала от переходных процессов в счетчике 11.и блоке 12.

Положительный полупериод импульсов генератора 1 приводит к появлению на выходе элемента И 9 импульса, передний фронт которого точно на

1/2 периода импульсов генератора 1 отстоит от момента времени, соответствующего набранному в блоке 13 коду угла. Ввиду малости выбранного периода следования импульсов генератора 1 этой величиной можно пренебречь либо, в силу постоянства сдвига фронта сигнала на выходе элемента И 9, эту величину можно учесть.

983576

Импульс с выхода элемента И 9 воздействует на вхЬд Т IK -триггера

10, импульс с выхода формирователя

7 воздействует на вход Х триггера

10. Особенностью IKg-триггера является то:, что при единичном уровне сигнала, обеспечиваемом шиной 14, соединенной с тактовьм входом IKp триггера, он реагирует на фронты сигналов на входах I и К, устанавливаясь, соответственно, в состояние 1 или 0 после воздействия соответствуккцего фронта.

Так как фазовращатель развернут в,соответствии со.шкалой измерителя положения на .угол, код которого набран в блоке 13, а фактическая фаза напряжения на его выходе отличается на величину фазовой ошибки; то на .единичном выходе триггера будет короткий положительный импульс при 20 отклонениях фактической фазы в боль-: шую сторонуу при отрицател ных ошибках аналогичный положительный им-. пульс будет на нулевом выходе триггера. 25

Величина ошибки может. быть опре-.

-делена и иным образом.

Вращая ротор фазовращателя, добиваются совпадения. фронтов на входах

I и К триггера 10, это приводит к тоМу, что триггер, начинает работать в счетном режиме, формируя на выходе сигнал со скважностью 2. Ошибка при этом может быть вычислена как раэ- ность между углом, код которого набран в блоке 13 набора кода, и показаниями шкалы измерителя 4 положения (из этой разности следует вычесть величину угла, эквивалентную 4 половине периода следовании импульсов на выходе генератора 1, если она не пренебрежимо мала).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую 4остоверность виходной информации йри из. ,мерении ошибки фазовращателя.

Формула изобретения устройство для измерения фазовой ошибки фазовращателя, содержащее генератор импульсов, соединенный с первым входом элемента И и через последовательно включенные делитель частоты .и формирователь синусоидального сигнала - с входом фазовращателя, закрепленного в измерителе положения, первый формирователь, .вход которого соединен с одним из выходов формирователя синусоидального сигнала, второй формирователь, вход которого соединен с выходом фазовращателя, и осциллограф, î z л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы- . шения достоверности выходной информации, в него введены счетчик с шиной сброса, блок набора кода, блок срав-, нения, IKg-триггер, шина логической единицы, при этом счетный вход счет- . чика соединен с выходом генератора импульсов, шина сброса .счетчика соединена с выходом первого формирователя и первым входом. осциллографа, выходы указанного счетчика и блока абора кодов,подключены соответственно к первым и вторым входам блока сравнения, его выход соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом I IK -триггера, вход К IKg-триггера соединен с выходом второго формирователя,. выход

Щ-триггера соединен с вторым входом осциллографа, а его тактовый вход - с шиной логической единицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 369511 кл G 01 R 25/04, 1969 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 353210, кл. Q Ol R 25 04, 1968

983576

Составитель С.Морозов

Редактор М.Николайчук Техред N.Tenep Корректор А.Гриденко

Заказ 9912/52 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ФилиаЛ ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4