Функциональный преобразователь уголнапряжения

Союз СоветскихСоцналнстнцескннРеспубпнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬОВУ(22) Заяв 21) 2314410/182 0 Кл,06 6 7/26 присоединениеи заявки Государственный номнтет Совета Инннстроо СССР но дедам нзобретеннй и отнрытнй3) Приоритет) Опубликовав 5) Дата опубли 05 04 78 Бю ования описа етень И 1 и 13.03.7) Заявител 4.) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-НАПРЯЖЕНИЕ Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности, к устройствам для преобразования угла поворота вала в напряжение, и может найти применение для автоматического контроля и измерения физических величин, функциойщьно связанных с угловым перемешением, например, для измерения и контроля вылете стрелы подаемного крана.Известен преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержвший поворотный трансформатор, например ферродинвмический преобразователь, выходной сигнал которого линейно связан с углом поворота его выходного Ввлв Я еОднако область применения этого устройства ограничена прямыми измерениями углов и физических величин, линейно связанных с угловым перемешением вала.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь, который, квк и данный преобразователь, содержит блок для алгебраического суммирования и последовательно включенные поворотный трансформатор, обмотка ствторв,которого соединена с выходом питания источника стабилизированного переменного напряжения, а вал ротора является механическим входом устройства, и нормируюший преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого является выходом устройства ЯОднако этот преобразователь имеет ограниченное применение, что обусловлено ограниченностью класса формируемых им функциональных зависимостей. В частности, как известно, статические выходные характеристики синус-косинусных поворотных трансформаторов.в зависимости от включения обмоток описываются только синусоидальнымикосинусоидвльными и линейными зависимостями. Кроме того, этот преобразователь сложен и имеет узкий диапазон регулирования параметров статических характеристик преобразования, что обусловлено осуществлением указанных регулировок путем изменения конструктивных параметров поворотного трансформатора, например путем изменения относительного положения магнитного шунта, изменяющего конфигурацию и интен6017083 4сивность магнитного поля в поворотном транс му входу которого подключен ысточыык опорформаторе. ного напряжения 11,Белью изобретения является расширение Выход блока 6 соединен с входом усиобласти применения. лителя рассогласования 7, подключенногоДля этого в преобразователь введен мас своим выходом к управляющему входу рештабный блок, подсоединенный входом к вы- гулируюшего элемента 8, на другой входходу нормируюшего преобразователя перемен- которого подается нестабилизированное посного напряжения в постоянное, а выходом - тоянное напряжение, подаваемое на аттенюк первому входублока алгебраического сум- атор обратной связи 9 и преобразовательмирования, второй вход и выход которого под о постоянного напряжения в переменное 10,ключенЫ соответственно к выходу обратной Мех ческий входной сигна устр йствьсвязи и управляющему входу источника ста- поддается на вход поворотного траисформатобилизированного переменного напряжения, ра 1 в виде угла поворота вала его ротокроме того, в не иго в нем источник стабилизировав Ра Ф, Выходное напряжете устройства/но переменного3 о нного напряжения выполнен вО у, функционально связанное, с угломвиде последовательноовательно соединенных источни- Рснимается с выхода нормируюшего нреаРяжения блока сравнения образоватечя переменного. напряжения в постоянное 2,подключенного другим входом к управляющему входу источника стсточника стабилизированного Преобразователь работает следующим обпеременного напряжения, усилителя Рассо- ц Разому ируюшего элемента вы- В начальном положении угла поворотаход которого соединен с входом пре с входом преобразо- вала Ротора трансформатора 1 амплитудаяжения в перемен- переменной ЭДС на его выходе равна нулювателя постоянного напряжения в пе еменя ся выходом пи . и соответственно равны нулю выходное наное, выход которого является выходом итания источника ста илиэировб эированного перемен у пряжение устройства Оз и выходное наного напряжения и входомвходом аттенюатора обрат. пряжение масштабного блока 3. Напряженой связи, выход которого являетсрого является"выхо- ние сравнения на входе блока 6 равно вчника стабилизи- этом случае выходному напряжению аттенюдом обратной связи источника ста илиз -атора обратной связи 9, пропорциональномурованного переменного напряжения.руктурная элек- щ напряжению питания преобразователя 10, сНа фиг, 1 приведена структурная эл6 бр зователяна фиг, 2- ли напряжение питания преобразователя 10трическая схема преобразоватвателя, отклонится от установившегося значения, опстатические характеристики преоьразователя,, Функциональны пр рй еоб азователь угол- ределяемого условием Ю = унапряжение содержит поворот ьворотный трансфор- где Ц - опорное напряжение источникаматор 1, нормируюший преобразователь пе- Зк 11ременного напряжения в постоянноетоянное 2 мас. с - напряжение сравнения на вхоштабный блок 3, лок для алге3, б я алгебраического де блока 6, равное в данном случае выходсуммирования 4 и источник ста и ибилизирован- ному напряжению аттбнюатора обратной свя 5зи 90,то появляющееся на выходе блоканого переменного напряжения 01 эИсточник стабилизированного пе еого переменно О 6 напряжение Рассогласования усиливаетсяго напряжения 5 содержит лок цля срб о цля сравне- усилителем рассогласования 7 и регулируюния 6., усилитель рассогласования , рения 7 регули ший элемент 8 изменит свои параметры так,что его выходное напряженче восстановитруюший элемент 8, аттенюатор о ратносвязи 9, преобразователь постоянного на- прежнюю величину,и яжения в переменное :10 и источник опор В результате напряжение питания преобного апрного нап яжения 11.разователя 10 остается постоянным, и, есФформ тора 1 подключен кВыход трансфор атора тественно, постоянна амплитуда и частотавходу нормируюшего преобразователя пере- питания трансформатора 1,менного напряжения в постоянное 2, выход 50 При откло уи отклонении гла поворота вала рокоторого соединен с водом масштабного тора тр ф р Рансфо мато а 1 от начального положения на некоторый угол, на его выходеблока 3.появляется переменная ЭДС и соответственВыход масштабного блока 3 подключен но появляется напряжение на входе блока 4.к одному из входов блока для алгебраиче- Ьк Это напряжение, суммируясь с выходным наскогб сумс ммнрования 4, на другой вход ко- пряжением аттенюатора обратной связи 9,торого подключен выход аттенюатора об- .вызывает изменение сравнивающего напряжератной связи 9 стабилизированного источ- ния на входе блока 6. Появляющийся сигналника переменного напряжения 5, Выход бло . рассогласования на входе усилителя 7 усика 4 соединен с входом блока 6, к друго лиеается, а Регулирующий элемент 8 иэменяу) Ц=св ОЧ, (2)где О -амплитуда выходного напряжения поворотного трансформатора,О - коэффициент пропорциональности,0 - амплитуда напряженияисточника питания по-.воротного трансформатора;- угол поворота вала ротора поворотного трансформатора.Но, так как теперь0 =Оо, О 5, З):где (д - выходное нвцряжение аттенюаетора обратной связи 9,ц - выходное напряжение масштабного блока 3,тЬ выходное напряжение регулирующего элемента 8 изменится на величину, соответствующую изменению напряжения М . Зтеприведет к изменению амплитуды нвнряжения питания трансформатора 1 и соответственно к изменению его чувствительности.В результате чувствительность трансформатора 1 оказывается функцией его выходного напряжения, что соответствует нелиней.ной зависимости между выходным напряжением преобразователя и его входным сигна"лом,где а фиг. 2 отображены статические характеристики при 3О и ЪО.Аппроксимируя заданную функциональнуюсвязь между выходным напряжением преобразователя и угломповорота вала выраже 15 нием (4), можно определить необходимыезначения коэффициентов А и В, которые устанавливают соответствующим выбором опорного напряжения Ов и коэффициента передачи кмасштабного блока 3,20 При К =О коэффициент В в выражении (4) обращается в ноль, и статическаяхарактеристика устройства становится линейной,25 1. функциональный преобразователь угол.напряжение, содержащий блок алгебраического суммирования и последовательно включенные поворотный трансформатор, обмотка статора которого соединена с выходом литания источника стабилизированного переменного напряжения, а ввл ротора является механическим входом устройства, и нормируюший преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого является выходов устройства, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью расширения области применения, он содержит масштабный блок, подсоединенный входом к выходу нормирующего преобразователя переменного напряжения в постоянное, а выходом - к первому входу блока алгебраического суммирования второй вход и выход которого подключены соответствейно к выходу обратной связи и управляющему входу источнике стабилизированного переменного напряжения.2,Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что в нем источник стабилизированного переменного напряжения вы. полнен в виде последовательно; соедйненных 55 источника опорного напряжения, блока сравнения, подключенного другим входом к упрввляюшему входу источника стабилизированного переменного напряжения усилителя рассогласования и регулирующего элемен тв, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения в пеет свои параметры так, чтобы восстановилось равенство. Статическую характеристику преобразования можно получить иэ совместного решения выражений (1) и (2) с учетом выражения (3) и следующих статических хара ктеристик аттенювторв обратной связи 9, нормируюшего преобразователя 2, масштабного блока 3 и преобразователя 19,0 =К,ццз =к О;6:ь Кз пцп= кп угде(ф ОЕ Ц я 3- выходные напряжения вттенювторв обратной связи 9, все-. го преобразователя, масштабного блока 3, преобразователя 10, трансформатора 1. и регулирующего элемента 8 соответственно:1К ,Х,Хй,К - коэффициенты передачи соответствующих компонентов устройства (см. айаг. 1). Производя соответствующие подстановки в выражения (1) и (2) и разрешая полученные ,выражения относительно ввходного напряжения преобразователя Ополучим следуюшее выражение для статической характеристики преобразования; Формула изобретения601708 8Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Лвторское свидетельство СССР Ио 446096, кл. 608 с 19/46, 1972.2, Лвторское свидетельство СССР Ио 424011, кл. С 01 д, 5/12, 1972. и гол водор.2 СоставительА. Зиньковский Техред Н. Бв Сорокинурка Корре р А,.Ла Ред Тираж 826 нного комитетам изобретениМосква, Ж,ауш ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Фил 1 еменнОВ, Выход которого яВляется Выходомпитания источника стабилизированного переменного напряжения и Входом аттенюатораобратной связи, выход которого являетсявыходом Обратной связи источника стабилизированного переменного напряжейип. Эаказ 1655/7 ЦНИИ ПИ Государст по д 113035, Подписноеета Министров Соткрытийскаа наб., д. 4/5