Функциональный преобразователь угловых перемещений

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 723640(22) Заявлено 010378 (21) 2585679/18-24 (51)М, Кл.2 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 280380(72) Автор изобретения В,А, Курчавый Ъ Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института(54) фУНКПИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ пеРемещенийИзобретение относится к устройствам для функционального преобразования угловых перемещений и можетбыть использовано в устройствах автоматики, счетно-решающих устройствах и в информационно-иэмерительныхсистемах,Для преобразования углового перемещения в функционально связанныйс ним сигнал используются вращающиеся трансформаторы (ВТ), которые мо"гут работать в режиме синусно-косинусных вращающихся трансформаторов(СКВТ) и линейных вращающихся трансформаторов (ЛВТ) (1 .При линейном преобразовании угловых перемещений с помощью СКВТ диапазон угловых перемещений невелики составляет примерно + 5 при погрешности преобразования + 0,1,Наиболее близким к предлагаемомуявляется ЛВТ, представляющий собойВТ с двумя обмотками на статоре идвумя на роторе, соединенными с первичной или со вторичной симметрией.Дпя ЛВТ с вторичным симметрированием напряжение питания подается наобмотку возбуждения, а сопротивление нагрузки подключается к двумпоследовательно соединенным обмоткам - к синусной и квадратурной,Снмметрирование вторичных цепей осуществляется путем подключения к косинусной обмотке симметрирующегорезистора (2,Выходное напряжение ЛВТ в диапазоне угловых перемещений+ 60 измеоняется по линейному закону с погрешностью от нелинейности + 0,06, Приизменении угла поворота сс в диапазоне 0-60 о (или 0-(-60 )о)фаза выходного напряжения изменяется, вызывая фазовую погрешность преобразова ния. Кроме того, фаза выходного напряжения ЛВТ сдвинута по отношениюк фазе напряжения питания вследствиеактивного и индуктивного характерасопротивлений первичных (статорных) 20 обмоток ВТ, для получения режимаЛВТ в диапазоне угловых перемещений й 60 о могут применяться ВТ только с коэффициентом трансформациип =0,56,Бель изобретения - исключениефаэовой погрешности преобразованияугла поворота в напряжение переменного тока, а также возможность использования ВТ с произвольным коэф фициентом трансформации; устранениепостоянного Фазового сдвига междунапряжениями питания и выходным;воэможность воспроизведения тангенсной зависимости от угла поворота,Поставленная цель достигаетсятем, что в известное устройство,содержащее ВТ, у которого обмотка возбуждения подключена к источнику переменного напряжения, к одной иэроторных обмоток подключен согласующий резистор, дополнительно введенфаэосдвигающий усилитель, вход ко"торого подключен к другой роторнойобмотке, а выход - к квадратурнойобмотке ВТ,Введение Фаэосдвигающего усилителя в схему устройства (преобразователя) позволяет осуществить фазовый сдвиг напряжения одной иэ роторных обмоток на величину Фазовогосдвига, обусловленного первичнойобмоткой, и тем самым получить фазувыходного напряжения, совпадающуюс фазой напряжения питания, и еенезависимость от угла поворота ротора. На чертеже изображена функциональная схема преобразователя,Преобразователь содержит ВТ 1у которого к обмотке 2 возбужденияподключен источник переменного напряжения О , к роторной обмотке 3подключен согласующий резистор 4.Роторная обмотка 5 соединена со входом фаэосдвигающего усилителя б,выход которого подключен к квадратурной обмотке 7 ВТ,Функциональный преобразовательработает следующим образом,Пусть ротор ВТ повернут на уголоотносительно некоторой точки отсчета, например, такой, при которойЧ, = О, и для выполнения условия вторичного симметрирования сопротивление 24 = Ввх, где Ввх - входное сопротивление усилителя 6, В 4 - величина сопротивления резистора 4, Тогда напряжения роторных обмоток определяются выражениями" сз /г 3 х3 хц = (О и совоФО и зла)-1сэ Ъ+хгде п - коэффициент трансформацииобмоток ВТ;г,х - активное и индуктивное сопротивления статорных обмоток.Пусть комплексный коэффициент передачи фаэосдвигающего усилителя равенО,К= - -К е.О Тогда выходное напряжение преобразователя может быть найдено из соотношения-К и е е х И в 1 па-О созе,Выбрав величину г-огс 1 сг - , получаемгде го = -- веще ст вен н ое чи слог 1 х КчУ хПри гп =0,536 Функцияможет1 гп соьабыть заменена линейной зависимостьюК % в диапазоне угловых перемещений+ 60 о и выходное напряжение чз равноО=-О тК о,3 сВеличина гп = 0,536 может быть получена соответствующим выбором коэффициента усиления к усилителя б Таккак величина гп - вещественное число, то фаза напряжениями совпадаетз(или противофазна) с фазой напряжения Ч и не зависит от угла,поворо 25 табПри выборе величины гп:1 (путемизменения значения к) получаемо =-о -зц с3 с 1+с 0 Ф сСледовательно,помимо линейной зависимости Функциональный преобразователь может воспроизводить и тангенсную зависимость угла поворота.35Формула изобретенияФункциональный преобразовательугловых переиещений, содержащий40 вращающийся трансформатор, обмоткавозбуждения которого подключена кисточнику переменного напряжения, кодной из роторных обмоток подключенсогласующий резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтос целью исключения фаэовой погрешности преобразователя, в него введен Ааэосдвигающий усилитель, причем вход Фаэосдвигающего усилителя подключен к другойроторной обмотке, а выход соединен50 с квадратурной обмоткой вращающегося трансформатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Хрущев В,В, Электрические55 микромашины переменного тока дляустройств автоматики. Л., Энергия, 1969, с, 79-80,2, Хрущев В,В, Электрические микромашины переменного тока для уст-.ройств автоматики, Л Энергия,ф 0 1976, с, 256-257.723640 Заказ 932/16 Тираж 682ПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретеннй и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель И. НазароваРедактор Л, Алексеенко Техред М.Кузьма Корректор Г.Решетник