Способ преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала и устройство для его осуществления

)5 6 01 В 7 30 ЕНИ ОБР К АВТО ЛО- НО- ЕГО тель- точовых ла и особ пор- два О Изобрете ной технике и измерения уг поворота вра Целью и ние точност щений с по вращающег счет регули параметров,его сигналовГОСУДАРСТВЕН 4 ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно исследовательский физико-технческий институт при Горьковском государственном университете им. Н.И;Лобачевскогои Особое конструкторское бюро Московско-го энергетического института(56) Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. - Л.:Энергия, 1974, с.86-89.(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ФАЗУ ВЫХОДГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к иэмериной технике и имеет целью повышениености способа преобразования углперемещений в фазу выходного сигмаустройства для его осуществления. Спзаключается в том, что формируют иэ омого .напряжения постоянного тока ние относится к измеритель- может быть использовано для ловых перемещений или угла щающихся обьектов.зобретения является повыше- и измерения угловых перемемощью синусно-косинусного ося трансформатора (СКВТ) за рования одного иэ его входных а именно амплитуды одного из возбуждения. квадратурных гармонических сигнала возбуждения, которые подаются на входные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора 4, где каждый из них модулируют в функции как синуса, так и косинуса от контролируемого перемещения и попарно алгебраически суммируют, определяя изменение фазы одного из суммарных сигналов относительно фазы одного иэ входных сигналов возбуждения, Это изменение фазы пропорционально конотролируемому угловому перемещению и определяется фазометром 5 с погрешностью, зависящей от неквадратурности сигналов возбуждения и неравенства их амплитуд. Уменьшение этой погрешности обеспечивается с помощью контура отрицательной обратной связи. содержащей фаэочувствительный выпрямитель 6, подключенный входами к выходным обмоткам вращающегося трансформатора 4, интегратор 7 и сумматор 8, подключенный выходом Ф к одному иэ блоков 3 формирования сигнала возбуждения. а входами - к интегратору 7 и источнику 1 опорного напряжения посто- в янного тока. 2 с.п,ф-лы, 1 ил. о(Л На чертеже приведена схема устройст- О ва для осуществления способа преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала,еаавУстройство содержит опорный источникнапряжения Оо постоянного тока и два блока 2 и 3 формирования квадратурных сигналов возбуждения переменного тока. На выходе. например. блока 2 формируется сигнал Мол 3 и в, а на выходе блока 3 - сигнал 9 сов в. где ь-угловая часто 1651090(а) (Ь) (С) та, т - время, К выходам блоков 2 и 3 формирования сигналов возбуждения подключен своими соответствующими входными обмотками СКВТ 4, который выполняет функцию датчика угловых перемещений вращающегося объекта СКВТ и имеет также выходные обмотки, размещенные, например, на его подвижной части. Обмотки в каждой из пар входных и выходных обмоток СКВТ размещены в пространстве со смещением одна относительно другой на 90 О. К одной иэ входных и какой-либо из выходных обмоток СКВТ присоединен фазометр 5, который измеряет изменение фазы выходного сигнала СКВТ относительно фазы его входного сигнала, что является мерой контролируемого углового перемещения а.К обеим выходным обмоткам СКВТ присоединен своими входами фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) 6, который служит для определения отклонения от квадратуры выходных сигналов СКВТ, К выходу ФЧВ 6 присоединен интегратор 7, который обеспечивает сохранение сигнала, накопленного в нем за определенный промежуток времени, задаваемый его параметрами, Выход интегратора 7 присоединен к одному из входов сумматора 8, на второй вход которого подается опорное напряжение Ооп, а выход которого подключен к входу второго блока 3 формирования квадратурного сигнала возбуждения. Вход первого блока 2 формирования сигнала возбуждения подключен к выходу источника 1 опорного напряжения непосредственно,Способ преобразования перемещений в фазу выходного сигнала осуществляют с помощью данного устройства следующим образом,При подключении источника 1 опорного напряжения формируют с помощью блоков 2 и 3 два квадратурных гармонических сигнала возбуждения, которые в общем виде могут быть представлены так;Ч опз 1 п в 1, Ч оп 2 соз в 1,Эти сигналы поступают на выходные обмотки СКВТ 4, в котором осуществляется модуляция квадратурных сигналов возбуждения как в функции синуса, так и в функции косинуса от углового перемещения а ротора СКВТ, связываемого в процессе измерения с контролируемым объектом, а также их алгебраическое суммирование.Промодулированные в квадратуре сигналы возбуждения могут быть представлены в следующем виде;Чощ з 1 па з 1 пвт;Ч,п 2 соза з 1 пвт;Чоп 2 з 1 пй созв 1; Чоп 2 соза созв 1; (с 1) При попарном алгебраическом суммировании находящихся в квадратуре промодулированных сигналов а и б, а также Ь и с получают на выходах СКВТ следующие суммарные сигналы: Ч,п з 1 п а з 1 п в т + Ч О,2 соз а хХ сов вт =(Ч +Ь ) соз (вс - а -);Чоп з 1 па созв 1 - Н 2 созах Х з 1 п вт =(Чп, + й ) з 1 п (в 1 - а+4 ),где Ь 1 и Й - амплитудная погрешность,обусловленная неравенством амплитуд суммируемых модулированных сигналов возбуждения;ф 1 и ф 2 - фазовая погрешность, обусловленная отклонениями от квадратурности суммируемых модулированных сигналов возбуждения;Оп - амплитуда суммарного сигнала.По фазе одного из суммарных сигналов, сравниваемого с фазой одного иэ сигналов возбуждения СКВТ, определяют величину углового перемещения а, отсчитываемого в виде пропорционально изменяющегося фазового угла по шкале фаэометра 5.Уменьшение погрешности измерения, обусловленной неравенством амплитуд и отклонением от квадратурности сигналов возбуждения СКВТ. обеспечивается с помощью контура обратной связи, содержащего ФЧВ 6, интегратор 7 и сумматор 8 и предназначенного для поддержания постоянства разности фаз обоих суммарных сигналов на выходных обмотках СКВТ, что осуществляется путем соответствующего регулирования амплитуды одного из квадратурных сигналов возбуждения. С помощью ФЧВ 6 измеряют текушее значение разности д фаз между обоими суммарными сигналами, равноед = (а+) - (а - 2 ),где 1 - 1,2,3,Запоминают его в течение заданного промежутка времени и сравнивают с последующим запомненным значением текущей разности д+1 фаз за такой же промежуток времени. В случае различия между ними, когда д, Фд + происходит изменение в соответствующую сторону (уменьшения или увеличения) амплитуды сигнала возбуждения, формируемого в блоке 3, путем алгебраического суммирования сигнала на выходе интегратора 7 и опорного напряжения Орп, поступающих на входы сумматора 8 и далее на вход блока 3. В частном случае текущая разность фаз предыдущего и последующего запомненных суммарных сигналов может поддерживаться на нулевом уровне, что имеет место в том случае. когда сигналыСоставитель С.Скрыпникедактор Т.Иванова Техред М,Моргентал рректор М.Максимишинец Заказ 1978 Тираж 395 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 возбуждения СКВТ точно взаимно перпендикулярны.При выполнении указанного условия величина фазовой погрешности постоянна, вследствие чего преобразование угловых перемещений в фазу выходного сигнала осуществляется с более высокой точностью,Формула изобретения 1, Способ преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала, заключающийся в том, что формируют два квадратурных гармонических сигнала возбуждения, каждый иэ которых модулируют в функции как синуса, так и косинуса контролируемого перемещения, алгебраически суммируют промодулированные сигналы попарно и измеряют фазу одного из суммарных сигналов, по которой определяют величину перемещения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности за счет регулирования амплитуды одного из сигналов возбуждения, измеряют текущую разность фаз между обоими суммарными сигналами, запоминают полученное значение, сравнивают его с последующим текущим значением разности фаз между этими же сигналами и изменяют амплитуду одно-, го иэ сигналов возбуждения в направлении обеспечения постоянства разности фаз- между каждым предыдущим и последующим значениями суммарных сигналов.2. Устройство для преобразования угло вых перемещений в фазу выходного сигнала, содержащее опорный источник напряжения постоянного тока, два блока формирования квадратурных сигналов возбуждения переменного тока, вход одного иэ 10 которых подключен к выходу опорного источника, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), входные обмотки которого соединены с выходами соответст-: вующих блоков формирования сигналов 15 возбуждения, присоединенный к одной извходных и какой-либо из. выходных обмоток СКВТ фазометр и фаэочувствительный выпрямитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено 20 интегратором и сумматором, один из входовсумматора соединен с выходом интегратора, а другой его вход подключен к опорному источнику, выход сумматора соединен с входом второго блока формирования квадра турного сигнала возбуждения, а входинтегратора подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя, входы которого присоединены к соответствующим выходным обмоткам СКВТ.