Преобразователь угловых перемещений

пп 590796 союз Советских Совалистических Республик(51) М. Кл 6 08 С 9/О Государственные комите Совета Министров СССР 3) Опубликовано 30.01.78, Б 5) Дата опубликования опи 53) УДК 621.317.39:53.749 (088.8) летень4 по Лелем изобретени и открытий ния 07.02.7 72) Авторы изобретени(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕ Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, а именно - к частным преобразователям аналоговых величин.Известны преобразователи угловых перемещений в частоту следования импульсов, основанные на использовании датчиков квантовых или протонно-прецессионных магнитометров и обеспечивающие высокую точность преобразования 1. В таких преобразователях угловые перемещения объектов при помощи связанных с ними вращающихся магнитных систем преобразуются в магнитное поле, в зоне которого расположен квантовый или протонно-прецессионный датчик. Затем напряженность магнитного поля с погрешностью порядка сотых долей процента преобразуется в частоту электрических сигналов. Недостаток известных устройств состоит в невысоком быстродействии,Наиболее близким к изобретсншо является преобразователь угловых перемещений, содержащий квантовый датчик, магнитные системы, одна из которых жестко соединена с корпусом, а другая - с входным валом, и источник опорного напряжения, подключенный к магнитным системам 12. Недостаток этого преобразователя состоит в ограниченном диапазоне допустимого изменения входной величины.Цель изобретения состоит в повышении надежности и расширения диапазона преобразоЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ вания. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены усилитель-формирователь, интегратор, компенсационная магнитная система, которая установлена ортогонально первой магнитной системе, и нуль- индикатор напряженности магнитного поля, магнитная ось которого ориентирована параллельно осп компенсационной магнитной системы, причем выход нуль-индикатора напря О жепностп магнитного ноля через последовательо соединенные усилитель-формирователь и интегратор подключен к входу компенсационной магнитной системы.На чертеже показана блок-схема предла гаемого преобразователя,Магнитная система 1 и компенсационнаямагнитная система 2 взаимно ортогональны и жестко сосдпне ы с корпусом 3, являющимся магнитным экраном, В корпусе 3 расположена подвижная магнитная система 4, связанная с входным валом 5 преобразователя. Все три магнитные спстсмы 1, 2 и 4 могут быть выполнены, например, в впдс колец Гельмгольца или Браунбека. Магнитные системы 1 и 4 подключены к источнику опорного напряжения 6, а компенсационная магнитная система 2 через последовательно соединенные интегратор 7 и усилитель-формирователь 8 связана с выходом нуль-индикатора 9 напряженности магнит- ЗО ного поля, выполненного, например, в виде5 10 15 20 дг Зо 35 40 феррозонда, магнитная ось которого расположена параллельно оси магнитной системы 2. В зоне магнитных систем неподвижно укреплен квантовый самогенерирующий датчик 10, выход которого является выходом частотного преобразователя.Устройство работает следующим образом.Магнитные системы 1, 2 и 4 создают в пространстве, ограниченном корпусом 3, магнитное поле, результирующая напряженность Н которого является геометрической суммой векторов напряженности Нь Н и Н 4 магнитных полей соответственно систем 1, 2 и 4 и зависит от угла поворота входного вала 5, связанного с подвижной магнитной системой 4. Вектор Н, можно рассматривать как геометрическую сумму двух составляющих, одна из которых Н коллинеарна, а вторая Н, - ортогональна вектору Н, и, следовательно, коллинеарна вектору Н,.Магнитная система 2 совместно с интегратором 7, усилителем-формирователем 8 и нуль-индикатором 9 напряженности магнитного поля служит для компенсации компоненты Н 4. С этой целью магнитная ось нуль- индикатора 9 ориентирована параллельно оси магнитной системы 2, и следовательно, коллинеарна вектору Н 4. При этих условиях входной сигнал нуль-индикатора 9 пропорционален составляющей напряженности результирующего магнитного поля, параллельной оси магнитной системы 2.В качестве нуль-индикатора 9 может быть использован феррозонд или другой датчик индукционного типа. Усилитель-формирователь 8 усиливает и преобразует выходной сигнал нуль-индикатора 9 в постоянный ток. Интегратор 7 используется для устранения статической ошибки системы компенсации. Вследствие компенсации составляющей Н 4, т. с. при Н= - Н"4 вектор результирующей напряженности магнитного поля в зоне расположения датчика 10 равен сумме двух коллинеарных векторов Н, и Н 4. Поэтому вектор Н независимо от угла поворота входного вала 5 направлен параллельно оси магнитной системы 1, а его величина, фиксируемая квантовым датчиком 10, является функцией угла между осями подвижной и неподвижной магнитных систем 4 и 2. Формула изобретения Преобразователь угловых перемещений, содержащий квантовый датчик, магнитные системы, первая из которых жестко соединена с корпусом, а вторая - с входным валом, и источчик опорного напряжения, подключенный к магнитным системам, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразования, в преобразователь введены усилитель-формирователь, интегратор, компенсационная магнитная система, которая установлена ортогонально первой магнитной системе, и нуль-индикатор напряженности магнитного поля, магнитная ось которого ориентирована параллельно оси компенсационной магнитной системы, причем выход нуль-индикатора напряженности магнитного поля через последовательно соединенные усилитель-формирователь и интегратор подключен к входу компенсационной магнитной системы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кудрявцев В, Б. и др. Прецезионные частотные преобразователи автоматизированных систем контроля и управления. 1974, с. 76 - 79.2. Авторское свидетельство СССР Мо 223623, кл. 6 08 С 9/00, 1967.590796 ставитель И. Назаркина ехред Л, Гладкова Корректоры: Л. Денискинаи И, Позняковская едактор Н. Громо Подписно Заказ 3267/10НП ипография, пр. Сапунова, 2 Изд. М 172 сударственного комит по делам изобрет 13035, Москва, Ж, Тираж 778а Совета Министровий и открытийаушская наб д. 4/5