Преобразователь угловой скорости

/46 р 1981,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ПРЕОБРАЗОВАНЛЬ УГЛОВОИ СКОРОСТИ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшитьпогрешность измерения. Устройство содержит тахогенсратор 1 переменноготока., выпрямитель 2 сумматор 3датчик 4 угловых положений, ключи б,7 и 8, индикаторы 9, 10 и 11, коммутатор 12 и перемножнтель 13. Введениеновых элементов и образование новыхсвязей между элементами устройствапозволяет устранить погрешности индикатора и запо:лнаюШего устройства,обусловленные наличием времени записи и установки начальных условий2 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для безынерционного измеренияугловой скорости машин и механизмов,например, в быстродействующих прецизионных электроприводах постоянногои переменного тока,Цель изобретения - уменьшение по-.грешности измерения за счет устранения погрешностей интегратора и запоминающего устройства, обусловленныхналичием времени записи и установкиначальных условий.- На фиг,1 приведена схема преобразователя, общий вид; на фиг,2 - временные диаграммы его работы,Преобразователь содержит тахогенератор 1 переменного тока, соединенныйвыходом с выпрямителем 2, сумматор 3,датчик 4 углового положения, соединеный выходом с распределителем 5импульсов, три аналоговых ключа 6,7, 8, три интегратора 9, 10, 11 ипоследовательно соединенные коммутатор .12 и перемножитель 13, Выход выпрямителя 2 соединен с первым входомсумматора 3, через последовательносоединенные первый аналоговый ключ 6и первый интегратор 9 - с первым входом коммутатора 12, второй аналоговый 30ключ 7 и второй интегратор 10 - с вторым входом коммутатора 12 и третийаналоговый ключ 8 и третий интегратор11 - с третьим входом коммутатора12, Первый выход распределителя 5 35 импульсов соединен с управляющими входами первого аналогового ключа 6, второго интегратора 10 и третьим управляющим входом коммутатора 12,второй выход соединен с управляющими 40 входами второго аналогового ключа 7, третьего интегратора 11 и первымуправляющим входом коммутатора 12, третий выход соединен с управляющими входами третьего аналогового ключа 45 8, первого интегратора 9 и вторым управляющим входом коммутатора 12.Выход коммутатора 12 подключен квторому входу перемножителя 13, выход которого подключен к второму вхо ду сумматора 3. Выход сумматора 3 подключен к первому входу перемножителя 13 и является выходом устройства. Сумматор, 3 служит для суммирова,ния сигнала Б 1 с выхода выпрямителя 2 с корректирующим сигналом с выхоБ,Б 1 да перемножителя 13 - в в , где коэффициент передачи перемножителя 13; 0 - напряжение на выходе сумматора 3; Б - напряжение навыходе коммутатора 12. Перемножитель 13 позволяет получить корректирующий сигнал путем перемножения сигналов с вы. хода сумматора 3 и коммутатора 12, Коммутатора 12 в зависимости от управляющих сигналов Г, Г , Гэ с выхода распределителя импульсов 5 подключает выход одного из интеграторов 9, 10, 11 к второму входу пере- множителя 13, Интегратора 9, 10 , 11 с постоянной времени интегрирования Т предназначены для получения сигнала, пропорционального коэффициенту К (6), учитывающему изменение чувствительности тахогенератора от по-, ложения ротора, путем сравнения преобразованного сигнала с выхода выпрямителя 2 с сигналом датчика углового положения 4, а также для хранения вычисленного значения коэффициента, Аналоговые ключи 6, 7, 8 подключают выход выпрямителя 2 к одному из входов интеграторов 9, 10, 11 в зависимости от управляющих сигналов с выхода распределителя 5 импульсов, который осуществляет распределение импульсов Г с выхода датОчика 4 углового положения по тремуправляющим каналам 1 Г, ЕЗ, причем длительность выходных импульсов равна периоду сигнала с датчика, а период их следования равен трем периодам сигнала с датчика. Распределитель 5 импульсов может быть выполнен в виде последовательно соединенных счетчика импульсов и дешифратора и обеспечивает формирование переднего фронта импульса в последующем канале в момент окончания импульса предыдущего канала, Датчик 4 углового положения может быть выполнен в виде фотоэлектрического датчика, представляющего собой диск с равномерно нанесенными по окружности метками, фотодатчик и фотоприемник.Преобразователь работает следующим образом.Сигнал, переменного тока с тахо- генератора 1 через выпрямитель 2 поступает на вход сумматора 3, где суммируется с компенсирующим сигналом, формирующимся на выходе перемножителя 13.,При полной компенсации фазных.(3) Тогда зи оборотных пульсаций на выходе сумматора 3 появляется сигнал, пропорциональный угловой скорости и не содержащий указанных пульсаций, присущих исходному сигналу на выходе вы прямителя 2.Импульсы й с датчика 4 углового положения поступают на распределитель 5 импульсов, который вырабатывает три последовательности импуль сов Г/ Ф ГЯ Ф ГЗ у управляющие работой аналоговых ключей 6, 7, 8, интеграто. ров 9, 10, 11 и коммутатора 12. На временном интервале (С, С,) импульс Е открывает первый аналоговый ключ 5 6, и сигнал с выхода выпрямителя 2 поступает на первый интегратор 9, осуществляющий интегрирование сиг нала от начального значения 0В то же время сигнал Е, поступает на 20 установочный вход интегратора 10, осуществляя установку начальных усповий Б . В течение времени (Сз, С,) на входах третьего интегратора 11 отсутствуют сигналы и сохра няется значение информации, полученной на предыдущем временном интервале, которая через коммутатор 12, открытый сигналом Г/ поступает на перемножитель 13, Аналогично описан- зО ному на временном интервале (СС) по импульсам Г на выходе первого интегратора 9 сохраняется значение сигнала, полученного к моменту С/,на втором интеграторе 1// производится интегрирование сигнала с выпрямителя 2, поступающего через второй аналоговый ключ 7, а на третьем интеграторе 11 - установка начальных условий Оз. ПРи этом на вхоДпеРемножителЯ щб 13 через коммутатор 12 поступает сигнал с выхода первого интегратора 9. На временном интервале (С , С ) по импульсу Г производится установка/начальных условий Б на выходе перво-д .го интегратора 9, хранение информации на втором интеграторе 1 О, передача информации через коммутатор 12 на вход перемножителя 13 и интегрирование сигнала с выхода выпрямителя 2, поступающего через третий аналоговый ключ 8 на вход третьего интегратора 11. Работа преобразователя на интервале (С , С 4 ), аналогична работе на интервале (С , С) и т,д При этом на второй вход перемножителя 13 через коммутатор 12 поступает напряжение с выхода интегратора, выполняющего Функцию хранения информации, Так как сигнал с выхода интегратора поступает на перемножитель в момент прихода импульса с распределителя 5 импульсов и в этот момент в интеграторе хранится установившееся значение сигнала, то погрешность получения сигнала 0 , определяемая временем записи информации и установки начальных условий, отсутствует(2)1- о Т 31 /где Б - начальное напряжение на выОходе интеграторов 9, 10, 11; С;С; - моменты прихода импульсовс датчика углового положения 4.Учитывая зависимость чувствительности тахогенератора от положения ротора,можно записать П/ = К (оС), К Ы(С) где К - коэффициент преобразованияскорость-напряжения.Экспериментальные данные показыва/ют, что К (/) в пределах угла Ь Ы - 0 определяемого моментами времени С и С;, остается практически постоянным. Угол Ь М определяется из выраженияК,ЬМ = - КЯ(С)аС, (4)1-1где К - коэффициент преобразованияугол-напряжение.Для обеспечения нормального функционирования устройства начальные условия на выходе интеграторов задаются равными коэффициенту передачи перемножителя и значеяию на выходе интегратора в момент прихода импульса с датчика углового положения при ,идеальном сигнале скорости тахогенератора, равному К Я (С).Сигнал на выходе сумматора 3 определяется суммой(7) Щг.2Составитель 10.Мручко Техред Л.Сердюкова Корректор И,11 уска Редактор Н. аказ 6470/4 выдка Тираж 778 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, Подписное комитета СССРи открытийаушская наб д.4/5 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г.у 1 роектная,4 др Из выражений (1) и (6) определяетсязначение выходного сигнала В выражении (7) для выходного сигнала преобразователя отсутствует погрешность обусловленная наличием времени записи и установки начальных условий.Таким образом, такое выполнение устройства позволяет полностью устра/ нить погрешности в вычислении ( (с 6),Формула изобретения Преобразователь угловой скорости, содержащий тахогенератор переменного тока, вал которого жестко связан с датчиком углового положения, а выход через выпрямитель подключен к одному. из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом перемножителя, а выход - с первым входом пере- множителя, и интегратор, о т л и -Уч а ю щ и й с я тем, что с целью уменьшения погрешности иэмерения, внего введены распределитель импульсовтри аналоговых ключа, два интегратора и коммутатор, причем выход выпрямителя через последовательно соединенные первый аналоговый ключ и первыйинтегратор подключен к первому входу коммутатора, второй аналоговый ключ 0 и второй интегратор - к второму входу коммутатора, третий аналоговыйключ и третий интегратор - к третьемувходу коммутатора, выход которого подключен к второму входу перемножителя, 15 выход датчика углового положения подключен к входу распределителя импульсов первый выход которого подключенк управляющим входам первого аналогового ключа, второго интегратора и 20 третьему управляющему входу коммутатора, второй выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам второго аналогового ключа, третьего интегратора и первому управляю щему входу коммутатора, третий выходраспределителя импульсов подключен куправляющим входам третьего аналогового ключа, первого интегратора ивторому управляющему входу коммутатора.