Фазорегулирующее устройство

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 09. 10. 78 (21) 2672547/18-21с присоединением заявки йо(51)М. Кл.3 С 01 й 25/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(5 Э) УДК 621. 317 373 (088 8) Дата опубликования описания 18. 11. 80(54) ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к области электронзмерительной техники, предна- значено для .получения двух гармонических электрических сигналов с регулируемым значением угла сдвига фаз между ними н может быть использовано, например, при калибровке низкочастотных фазометров и аппаратуры гармонического анализа, в частности для не- стационарных аэродинамических исследований методом вынужденных колебаний.Известно фазорегулирующее устройство содержащее фотоэлектрические датчики, мосты, электрический привод и отсчетное устройство. Недостатком известного устройства является низкая точность установки сдвига фаз.Известно фазорегулирующее устройство, которое содержит привод, цилиндрический корпус, центральный вал,отсчетное устройство, срстоящее из шкалы на корпусе и нониусного указателя, световой модулятор в виде прозрачного диска со светонепроницаемым эксцентричным профилем, расположенный между элементами двух оптоэлектронных пар, каждая из которых включает осветитель с линейным конденсатором и блок из двух фоторезисторов,2при этом элементы первой оптоэлектронной пары размещены неподвижно на.корпусе,: , фоторезисторы включеныпопарно в активные плечи двух диффе ренциальных мостов постоянного тока,а выходная диагональ первого мостасоединена с выходом устройства. Кроме того, в нем элементы второй оптоэлектронной пары размещены на пово О ротном узле, жестко сочлененном снониусным указателем отсчетного устройства и с осью поворота, совпадающей с осью центрального вала, причем выходная диагональ второго моста,имеющего фотореэисторы этой оптоэлектронной пары, соединена с выходомустройства через дополнительно введенный переключатель полярности.Недостатком устройства являются 2 О сравнительно большие габариты устройства, главным образом, поперечные,определяемые оптимальным снижениемнелинейных погрешностей генерируемыхгармонических сигналов, и сложность 25 его конструкции, так как подвижныйузел задания угла фаэбвого сдвига иэлементы отсчетного устройства имеюткруговое исполнение, а из-за имеющихместо механических люфтов трудно вы держать стабильным их динаючцеское Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомолавзаимодействие. Сравнительйо сложно,кроме того, выполнение светового модулятора основного рабочего элемента устройства, который для обеспечения хорошей светопропускаемости должен иметь малую толщину, а это приводит к увеличению негативных воздействий на его геометрическое постоянство температурных режимов, Все этифакторы вносят погрешности, снижающие точность воспроизведения двухгармонических электрических сигна ов 1 Ои регулирования угла сдвига фаз между ними.Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощениеконструкции. 15Поставленная. цель достигаетсятем, что в фазорегулирующем устройстве, содержащем светонепроницаемыйкорпус, блок отсчета состояций изравномерной шкалы на,корпусе и но Ониусного указателя, электропривод,соединенный через регулируемый резистор с источником напряжения и механически связанный с эксцентриковымсветовым модулятором, расположенныммежду элементами двух оптоэлектронных пар, каждая из которых включаетс одной стороны блок из двух фоторезисторов, а с другой - осветитель сконденсором, при этом элементы первой оптоэлектронной пары размещены ЗОнеподвижно на корпусе в каждом изблоков фоторезисторов последние соединены в смежные плечи двух дифференциальных мостов постоянного тока,два других смежных плеча в которых 35образуют резисторы, одна из диагоналей каждого из мостов соединенас источником. напряжения, а другаясоединена с выходом устройства, причем первого - непосредственно, авторого - через переключатель полярности, элементы второй оптроэлектронной пары размещены на каретке,жестко сочлененной с нониусным указателем блока отсчета и имеющей возможностьперемещаться относительнокорпуса в продольном направлении,скоторым совпадает ось вращения эксцентрикового светового модулятора в: виде цилиндра с центральной осью,причем световые тракты оптоэлектронных пар перпендикулярны оси вращениямодулятора.На фиг. 1 изображен схематическивнешний вид фазорегулирующего устройства" на фиг. 2 - его электрическая схема на фиг, 3 - вид эксцентрикового светового модулятора и расположение относительно него элементов оптоэлектронных пар, а также блока отсчета. 60фазорегулирующее устройство состоит иэ оптико-механической и электрической частей.Оптйко-мехайическая часть (фиг.1)"содержит электропривод 1, светоне- б 5 проницаемый корпус 2, блок отсчета, состоящий из прямой шкалы 3 на корпусе и нониусного указателя 4, эксцентриковый световой модулятор 5, первая и вторая оптроэлектронные пары, содержащие первый и второй осветительные узлы 6 и 7, первый и вто-. рой блоки из двух фоторезисторов 8 и 9, и каретку 10.Электрическая часть (фиг.2)образована первым и вторым мостами постоянного тока 11 и 12 с фоторезисторами в двух сменых плечах 13,14,15 и 16, первым и вторым резисторами 17, 18, 19 и 20 в,.других плечах. Выходные диагонали мостов соединены с выходом фазорегулирующего устройства панелью 21 непосредственно и через переключатель полярности 22. Источник постоянного напряжения 23 через регулируемый резистор 24 соединен с электроприводом. Эксцентриковый световой модулятор5 (Фиг.3,абв) представляет собой цилиндр из непрозрачного материала (например, из эбонита)имеющий на участке размещения элементов 6 и 8 первой оптоэлектронной пары вид линейного эксцентрика, а на участке, вдоль которого перемецается каретка 10 с элементами 7 и 9 второй оптоэлектронной пары, вид сопрягаемой сним части кругового (в плане)эксцентрика, центральная ось которого представляет, собой половину периода гармонической (например, синусоидальнойьп с) функции основной гармоники,построенной в цилиндрической системекоординат,Работает фазорегулируюцее устрой-,ство следующим образом,Посредством электропривода 1, срегулировочным реостатом 24 в цепипитания эксцентриковому световомумодулятору 5 сообщается равномерноевращение с требуемой угловой скоростью Ю , который изменяет яо синусоидальному закону световые потокипадаюцие .от осветительных узлов 6 и 7на светочувствительные площадки фоторезисторов ф, -ф в блоках 8 и 9,причем дифференциально у фоторезисторов каждого блока. Это приводит к соответствующему изменению сопротивлений фоторезисторов, которые включеныв активные плечи одинарных(четырехплечных) мостов постоянного тока 11 и 12. На высокоомных выходах мостов получаем сигналы, пропорциональные функции изменения сопротивлений активных плеч. В частностИ, когда световой тракт между элементами 7 и 9второй оптоэлектронной пары находитсяна границе перехода между линейным и нелинейным. участками цилиндрического эксцентрикового светового модулятора, электрические сигналы на выходах мостов 11 и 12 синфазны, и угол779909 Формула изобретения сдвига фаз между ними равен нулю(Э =0) т.е. ОУ (С) =О 9 ( й) =ь и О сУстановка требуемого угла фазового сдвига Ф между этими электрическими сигналами осуществляется перемещением каретки 10 с элементами второй оптоэлектронной пары вдоль продольного направления корпуса 2, Отсчет угла ведется с высокой степенью точности посредством нониусного указателя 4 по шкале 3. Тогда снимаемые с выхода фазорегулирующего устройства гармонические сигналы пропорцио- нальны О (с) =5 пО 1 Од (Й) =51 п (и 1 +Ф)у причем при 0( 4180 о выходы мостов 11 и 12 подключаются согласно (пере ключатель полярности 14 находится в положении Т), а при 180 Р 1 360 о,встречно (переключатель полярности - 14 переводится в положение Н),Идентичностт элементов мостов 11 и 12 упрощает их начальную балансировку, а такхе юстировку световых трактор оптоэлектронных пар. Это исключает погрешность при больших Ы , из-за инерционности Фоторезисторов частотный диапазон работы фазорегулирующего устройства находится от нуля до тысячи герц. Масса зксцентрикового светового модулятора 5 достаточно мала и в силу этого может применяться маломощный электропривод 1.Таким образом, Фазорегулирующее устройство отличается малой могрешностью в динамике воспроизведения угла Фазового сдвига в пределах 0-360 о между аналогичными электрическими гармоническими сигналами за счет перемещения подвихного элемента (каретки 10) вдоль линейной шкалы, имеющей градуировку, отвечающую половине периода гармонической Функции в цилиндрических координатах. Фазорегулирующее устройство,содержащее светонепроницаемый корпус,блок отсчета, состоящий иэ равномерной шкалы на корпусе и нониусногоуказателя, электропривод, соединен ный через регулируемый резистор систочником напрякения и механическисвязанный с эксцентриковым световым .модулятором, располохенным междуэлементами первой и второй оптоэле ктронных пар, каждая из которых включает с одной стороны блок из двухфоторезисторов, а с другой - осветитель с конденсором,при этом элементы первой оптоэлектронной парыщ размещены неподвихно на корпусе, вкахдом из блоков Фоторезисторов последние соединены в смехные плечидвух дифференциальных мостов постоянного тока, два других смежных плеча в которых образуют резисторы, одна из диагоналей каждого из мостовсоединена с источником напряжения,а другая соединена с выходом устройства, причем первого - непосредственно с панелью, а второго - через 30 переключатель полярности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и упрощения конструкции, элементы второй оптоэлектронной пары размещены на каретке, 35 жестко сочлененной с нониусным указателем блока отсчета и имеющей возможность перемещаться относительнокорпуса в продольном направлении,скоторым совпадает ось вращения эксцентрикового световОго модулятора ввиде цилиндра с центральной осью,причем световые тракты оптоэлектронных пар перпендикулярны оси вращениямодулятбра.