Устройство управления гальванометрическим приводом

(ц) С 05 0 29/00 ОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 824-24.90. Бюл. Р 37щреев, Вик.А.Баранов,ов и Н.А.Ермолаев55.6 (088.8)т С 1 фДА Р 4142144,27126, 1987,ское описание установй подгонки изделий электники. ИАЧБфирмы Ацге 1,(54) УСТРййСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГАЛЬВАНОМЕТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ(57) Изобретение относится к системамуправления или регулирования неэлектрических величин и может быть использовано в прецизионных термостатированных электромеханических приводах,в частности в гальванометрическихустройствах позиционирования лазерного луча, Цель изобретения - повышениеточности позиционирования углового исполнительного тер элемвой нос текущее значение тепгальванометра 2, 1 а 4 н щно(21) 44657 (22) 25.07 (46) 07, 10 (72) А,Б,А Вл.А.Баран (53) 621.5 (56) Патен кл. С 01 КТехниче ки лазерно ронной тех Италия. положения ротора гальванометра. Гальванометрический привод 1 состоит изгальванометра 2, преобразователя 3угла положения ротора гальванометрав напряжение, исполнителЬного термоэлемента 4 и преобразователя 5 температуры внутри корпуса привода в напряжение. Задатчик 6 положения, сумматор 7, преобразователь 8 напряжения в ток, гальванометр 2 и преобразователь 3 образуют контур регулирования углового положения ротора гальванометра 2, а задатчик 9 температуры, второй сумматор 10 и.блок 11 извлечения квадратного корня - контуррегулирования температуры привода 1.Стабильность температуры привода 1в процессе позиционирования обеспечивается формированием на выходе перемножителя 12 сигнала о тепловой мощности гальванометра 2 и уменьшением(4) 45 Изобретение относится к системам управления или регулирования неэлектрических величин и может быть исполь" зовано в прецизионных термостатиро 5 ванных электромеханических приводах, в частности в гальванометрических устройствах позиционирования лазерного луча.Целью изобретения является повыше ние точности позиционирования углового положения ротора гальванометра.В условиях, теплового равновесия при отсутствии тока через гальванометр температура Т элементов привода для известного устройства определяется выражением Т=К (Т -Т) -Р;-ф. 3 с,шф20 где К " тепловая проводимость Вт/ С;тТ - заданная температура;3Р - мощность тепловых .потерь;ис - эквивалентная удельная теплоемкость привода;ш - масса привода;- время.В установившемся режиме мощность потерь Рд = К (Тз - Т), откуда30Т=ТРп(2)3 К При наличии тока через гальванометр, изменяющегося в соответствии с законом, задаваемым задатчиком по 35 ложения, уравнение (1) имеет вид 40 где Р (с) - тепловая мощность гальвагнометра.В установившемся режиме Сравнение выражений (2) и (4) показывает, что выделение тепла гальванометром при позиционировании при 50 водит как к изменению средней температуры элементов привода, так и к колебаниям температуры элементов привода и к колебаниям температуры относительно этого среднего значения во55 времени в соответствии с изменениями мощности Р (г). Это снижает точность .установления углового положения позиционируемого элемента. На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство управления гальванометрическим приводом 1, включающимгальванометр 2, преобразователь 3угла положения ротора гальванометрав напряжение, исполнительный термоэлемент 4 и преобразователь 5 температуры внутри корпуса привода в напряжение, содержит задатчик 6 положения,соединенный с входом суммированияпервого сумматора 7, вход вычитаниякоторого подключен к преобразователю 3, а выход через преобразователь8 напряжения в ток - к гальванометру2, и задатчик 9 температуры, соединенный с входом суммирования второгосумматора 10, выход которого черезблок 11 извлечения квадратного корняподключен к исполнительному термоэлементу 4, первый вход вычитания - кпреобразователю 5, а второй вход вычитания - к выходу перемножителя 1219первый и второй входы которого соединены соответственно с входом и выходом преобразователя 8,Устройство работает следующим образом.После подачи на устройство управления питания, ротор гальванометра 2находится в исходном состоянии дотех пор, пока контур терморегулирования не обеспечит достижение элементами привода 1 температуры, с определенной точностью равной заданной эадатчиком 9 температуре.Для выходного напряжения второгосумматора 10 справедливо выражение где Б (г.) - напряжение с задатчика99 температуры;Б (С) - выходное напряжение пре 5образователя 5;Б 1- выходное напряжение перемножителя 12.В исходном состоянии задатчиком 6 положения формируется нулевой уровень напряжения на входе суммирования сумматора 7. С преобразователя 3 на вход вычитания .сумматора 7 также подается нулевой уровень напряжения, соответствующий начальному положению ротора гальванометра 2. Напряжение на входе преобразователя 8 при этом также равно нулю, ток 1 г через гальванометр 2 отсутствует, и тепло(9) де Ь аэованияВф коэ и нт пре теля 1 имеем, (й) второ- уменьшается оотв тепл тстве во ц 9 - Пкй) олнител 7) В п ность приводанирования опреой мощностии тепловой мощьного термоэлевода, ко положени ,соответс положени активным становит ностью э Р (1) + Рту (0)(12) ри выборе значен Втак, чтобы со И) -О пар аметдалось в а, венреобразовавателя 8;яжение с мгде а с(" Р (О 3) 5 159 гальванометром не вьделяется: Р (1) = О. Поскольку на обоих входах пере- множителя 12 присутствует нулевое напряжение, его выходное напряжение 111 (С), пропорциональное произведенйю входных напряжений, также равно нулю. На исполнительный термоэлемент 4 с выхода блока 11 извлечения квадратного корня поступает напряжение При нахождении ро метра 2 в исходном с 0) исполнительным вьделяется тепловаяде К - сопротивление нагревателя Н исполнительного термоэлемента 4,ессе функционирования прида осуществляется изменени ротора гальванометра 2 в вии с сигналом задатчика 6через гальванометр 2 с сопротивлением К протекаеПри этом гальванометр 2 я источником тепла с мощ,.(й) К = аг Ц, К,. =- коэффициент иния преобразо- выходное напр У матора 7;напряжение с задатчика 6 положения, пропорциональное заданному углу отклонения ротора гальванометра 2 от начального положе ния;- выходное напряжение преобразователя 3, пропорциональное действительному отклонению углового поло- жения ротора гальванометра 2 от начального положения. На первом входе перемножителя 12 при этом присутствует напряжение О(1), а на втором - напряжение а Б К, . Перемножитель 12 дсуществляет формирование выходного напряжения Б, , связанного с напряжением на его входах уравнением 10 П, (С) = а Ь 07 И) К,-,ПИ) = - РИ).Ьа"Выходное напряжениего сумматора 10 при этона величину Б,г(й), чтоно приводит к уменьшенимощности, вьделяемой истермоэлементом 4:Уо И)Р = --- = Р (0)тз В у ЬР (О) -- Рт. э а.Ки Полная тепловая мощР. в процессе функциоделяется суммой тепловР(й) гальванометра 2ности Р исполнител,мента 4:5РГ РтЬ- Р (Т)гн Ьство --- = 1, уравнение (12)а Ки45обретает вид Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает в процессе функционирования привода уменьшение тепловой мощности, вьделяемой исполнительным термоэлементом 4, на текущее значение тепловой мощности, выделяемой обмоткой гальванометра 2. Тем самым обеспечивается поддержание постоянства полной тепловой мощности привода при изменениях значения теп1597866 ловой мощности гальванометра в усло;виях постоянства внешних условий. Формула и э обретения 30 35 С ос тавитель В. ПилишкинТехред Л,Олийнык Корректор А.Осауленко Редактор Н.Гунько Заказ 3056 Тираж 647 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-:издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Поскольку в условиях теплового равновесия при нахождении ротора гальванометра в исходном состоянии Рп Рт э(0).уравнение, соответствующее уравнению (4) известного устройства может быть представлено в виде 10 ТТ Рг(") + Рт. (О) РК 1.Тз зР т, (О) Ря(14)з К з К ф15 Сравнение уравнений (4) и (14) позволяет сделать вывод, что выделениетепла гальванометром при позиционировайии в отличии от известного устройства не приводит в предлагаемом устройстве к изменению средней темпера, туры элементов привода и колебаниямих температуры относительно этогосреднего значения в соответствии с 25изменениями мощности Р (С). Устройство управления гальванометрическим приводом, содержащее задатчик положения, задатчик температуры, первый и второй сумматоры, преобразователь напряжения в ток, причем гальванометрический привод включает гальванометр преобраэоваФтель угла положения ротора гальванометра в напряжение, исполнительный термоэлемент, размещенный на внешней поверхности корпуса привода, и преобразователь температуры внутри корпуса в напряжение, а выход задатчика положения соединен с входом суммирования первого сумматора, вход вычитания которого подключен к преобразователю угла положения ротора гальванометра в напряжение,. а выход подключен к входу преобразователя напря- жения в ток, выход которого подсоединен к входу гальванометра, выход задатчика температуры соединен с входом суммирования второго сумматора, первый вход вычитания которого подключен к преобразователю температуры внутри корпуса привода в напряжение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования углового положения ротора гальванометра, в него введены блок .извлечения квадратного корня и пере- множитель, причем первый и второй входы перемножителя подключены соответственно к входу и выходу преобразователя напряжения в ток, а выход - к второму входу вычитания второго сумматора, выход которого подключен к входу блока извлечения квадратного , корня, выход которого соединен с входом исполнительного термоэлемента.