Устройство для проверки многополюсных датчиков угла

ОП И-С-АНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл, З. 08 С 25/О аявл ением заявкис пр осударстаенныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет - 43) Опубликовано 15(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ МНОГОПОЛЮСНЫХ ДАТЧИКОВ У 1"ЛА оит в том их техно,. ка, повь ечить непреаким обраногоеск Изобретение относится к области автатики и телемеханики и может быть и пользовано для автоматизированной проверки прецизионных многополюсных датчиковугла в условиях серийного производства. 5Известны устройства для проверки многополюсных датчиков угла, содержащие эталонный многополюсный датчик, соединенныйс редуктором, двухполюсный вращающийсятрансформатор, усилитель, связанный с 10исполнительным двигателем, регистрирующий блок, соединенный с синхронным двигателем, и привод,Однако в этих устройствах задание углов поворота может осуществляться толь бко дискретно, т, е. число эталонных точек делимой окружности равно числу полюсов эталонного датчика, Проверка отдельных точек кривой прогрешности проверяемого датчика не позволяет выявить ее 20высокочастотные составляющие, которые,например, в датчиках типа ДНУ являютсядоминирующими. Кроме этого полная авто. -матизация проверки датчиков с помощьюетого устройства затруднительна ввиду 25 принципиальной прерывности самого процесса провеоки,Цель данного изобретения состчтобы, не предъявляя более высоклогических требований при изготовлении эталонного многополюсного датчисить точность устройства, обеспрывность процесса проверки и, тзом, автоматизировать его.Поставленная цель достигается введением в устройство двухполюсного фазовращателя синхроннто детектора и вспомогательного многополюсного датчика, ротор которого жестко соединен с ротором эталон многополюсного датчика и кинематич и связан с его статором, который через первый синхронный детектор соединен с первым входом второго синхронного детектора, а статор вспомогательного многополюсного датчика ерез последовательно соединенные третий синхронный детектор и двухполюсный фазовращатель подключен ко второму входу второго синхронного детектора, выкоторого соединен с усилителем, причехполюсный фазовращатель кинематическсвязан с двухполюсным вращающимся трансформатором и с исполнительным двигателем,двухполюсный вращающийся трансформаторподключен к регистрирующему блоку черезчетвертый детектор, источник напряжения 5повышенной частоты подключен к роторамвспомогательного и эталонного многополюсных датчиков и ко вторым входам первогои третьего синхронного детектора,Схема предлагаемого устройства приведена 10на чертеже, где показан проверяемый многополюсный датчик, состоящий из ротора 1с обмоткой (обмотки датчиков на рисункеусловно показаны зачерненными участками)и статора 2 с синусной и косинусной обмотками. Вспомогательный многополюсныйдатчик состоит из ротора 3 и неподвижнозакрепленного ствтора 4. Ротор вспомогательного датчика жестко связан с ротором 5эталонного многополюсного датчика, статор щ6 которого выполнен подвижным и кинемвтически соединен (например через муфту) сротором 1 проверяемого датчика. Роторвспомогательного датчика 3 через редуктор7 соединен с валом синхронного двигателя И8, который через редуктор 9 связан такжес ротором 1 проверяемого датчика. Обмотки роторов 3 и 5 вспомогательного и эталонного датчиков подключены с целью бесконтактного токопровода через воздушные трансформаторы (на чертеже не показаны) к источнику напряжения повышенной частоты10 (20+ 50 кГц). Обмотка статора 4 вспомогательного датчика соединена со входомпервого синхронного детектора 11, а обмотка 35статора 6 эталонного датчика через воздушный трансформатор (нв фиг. 1 не показан) подключена ко входу второго синхронного детектора 12. Вторые входы детекторов11 и 12 подключены к источнику напряжения повышенной частоты 10. Выход первогосинхронного детектора 11 связан со входом фазоврвщвтепя 13, выход которого подключен к одному входу третьего синхронного детектора 14, к другому входу которого подсоединен выход второго синхронногодетектора 12, Выход детектора 14 соединен со входом усилителя 15, подключенного к исполнительному двигателю 16, кине -матически связанному через редуктор 17 56с ротором двухполюсного вращающегося трансформатора 18 и с ротором фазовращателя13. Выход трансформатора подключен к одному входу четвертого синхронного детектора 19, другой вход которого соединен с источником питания 20 обмотки ротора проверяемого датчика (с частотой напряжения500 Гц). Выход четвертого синхронногодетектора связан с регистрирующим блоком21. Синхронный двигатель 8 привода рото ра проверяемого датчика подключен к источнику питания 23 ( с частотой напряжения 50 кГц) и через синхронный двигатель 22 протяжки бумажной ленты к регистрирующему блоку 21.Проверяемый, эталонный и вспомогательный датчики имеют одинаковое число Р пар полюсов (т. е. одинаковые коэффициенты электрической редукции). Эгалонный и вспомогательный датчики могут быть идентичны проверяемому датчику, за исключением того, что их синусная и косинусная обмотки соединены последовательно, образуя одну обмотку на статоре (на чертеже сплошная зачерненная полоса в статорах 4,6).Предложенное устройство работает следующим образом.Синхронный двигатель 8 вращает через редуктор 9 ротор 1 проверяемого датчика с частотой вращения М (в об/с), а через редуктор 7 - роторы 3 и 5 вспомогательного и эталонного датчиков с частотой вращения П (в об/с). Передаточные отношения редукторов 7 и 9 выбирают из условия: и И.При питании роторов 3 и 5 напряжениемповышенной частоты (20-50 кГц) с обмотокстаторов 4 и 6 снимаются индуцированныенапряжения, бвлвнсно модулированные поамплитуде углом поворота роторов 3 и 5.Огибающие этих напряжений выделяются спомощью синхронных детекторов 11 и 12,При этом частота напряжения на выходедетектора 11(1)а частота напряжения на выходе детектораУ = (и+ И)р (2)Эти напряжения, одно непосредственно, а другое через двухполюсный фвзовращатель 13, поступают на входы синхронного детектора 14, напряжение с выхода которого усиливается усилителем 15 и приводит во вращение исполнительный двигатель 16, передающий через редуктор 17 движение связанным роторам фазоврвщателя 13 и трансформатора-приемника 18. При вращении их с частотой вращения й(в об/с) частота напряжения на выходе фазовращателя-приемника=пр+ и (3)ПРВ установившемся режиме работы частоты 3 я инапряжений, поступающих наЪ(и+Зч)Р = пР-тип . (4)прПосле упрощения выражения (4) получим Из выражения (5) следует, что роторы машин 13 и 18 вращаются в р раз,быстрее, О чем ротор проверяемого датчика.При питании проверяемого датчика от сети с частотой напряжения 50 - 500 Гц выходные индуцированные напряжения на обмотках статора 2 балансно модулированы по амплитуде углом поворота Ротора 1 по закону синуса и косинуса с частотой Напряжения с обмоток статора 2 подают на соответствующие синусную и косинусную статорные обмотки двухполюсного вращающегося трансформатора-приемника 18, ротор которого вращается с частотой вращения П.пр, 25При выполнении условия (5), а также при идеально точных проверяемом датчике и трансформаторе-приемнике 18 напряжение навыходеприемника 18 равно нулю, так как будет выполняться условие301 прЕсли проверяемый датчик имеет погрешность, то условие (7) нарушается, на выходе трансформатора-приемника появляется З 5 напряжение, пропорциональное этой погрешности, которое преобразуется с помощью синхронного детектора 19 в сигнал медленНо изменяющегося постоянного тока, записываемый с помощью регистрирующего бло О ка 21 на бумажную ленту.Питание синхронного двигателя 22 протяжки бумажной ленты от источника питания синхронного двигателя 8 привода ротора проверяемого датчика необходимо для получения на диаграммной бумажной ленте оси абсцисссоответствующей углу поворота ротора проверяемого датчика. Ось ординат соответствует погрешности проверяемого датчика, 5 ОПогрешность предложенного устройства складывается, главным образом из инструментальных погрешностей эталонного и вспомогательного датчиков, трансформатора 18 и фазовращателя 13. Погрешности эталонного 55 и вспомогательного датчиков на порядок меньше погрешности проверяемого датчика, несмотря на их идентичность. Основнойсоставляющей погрешности многополюсных трансформаторов является погрешность от неточ О ности воспроизведения синусного и косинусного законов, имеющая пространственный характер (т. е, она связана с функциональнымуглом поворота ротора), В предложенномустройстве роторы 3 и 5 вспомогательногои эталонного датчиков не связаны с Функциональным поворотом, а приводятся двигателемпривода во вспомогательное вращение. Благодаря эчому погрешность от неточности воспроизведения синусного и косинусногозаконовприобретает временнбй характер,т, е, выражается в виде высших гармоникформы выходного напряжения.Синхронные детекторы 11 и 12 выполняют функцию фильтрации этих гармоник.Кроме этого дополнительная фильтрацияобеспечивается демпфированием исполнительного двигателя 16,Погрешности, вносимые машинами 13 и 18 малы, так как они уменьшаются в число раз, равное коэффициенту электрической редукции проверяемого датчика, т. е. в р Раз, Например, при погрешности трансформатора 18, равной 2 , погрешность устройства при числе пар полюсов проверяемого датчика р = 128 Формула изобретения Устройство для проверки многополюсных датчиков угла, содержащее эталонный многополюсный датчик, соединенный с редуктором, двухполюсный вращающийся трансформатор, усилитель, связанный с исполнительным двигателем, регистрирующий блок, соединенный с синхронным двигателем и привод, о т - личающееся тем, что, сцелью повышения точности работы устройства в него введены двухполюсный фазоврашатель, синхронные детекторы и вспомогательный многополюсный датчик, ротор которого жестко соединен с ротором эталонного многополюсного датчика и кинематически связан с его статором, который через первый синхронный детектор соединен с первым входом второго синхронного детектора, а статор вспомогательного многополюсного датчика через последовательносоединенные третий синхронный детектор и двухполюсный фаз оврашатель подключен ко второму входу второго синхронного детектора, выход которого связан с усилителем; двухполюсный фазрвращатель кинематически связан с двухполюсьым вращающимся трансформатором и с исполнительным двигателем, двухполюсный вращающийся трансформатор соединен с регистрирующимСоставитель И. НазаркинаТехред И. Ковач Корректор И. Гоксич Редактор М, Москаленко Заказ 5088/581 Тираж 723 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 блоком через четвертый детектор, источникнапряжения повышенной частоты подключенк роторам вспомогательного и эталонного 8многополюсных датчиков и ко вторым вхо дам первого и третьего синхронных детекторов.