Двухканальный датчик фазы

О П И С А Н И Е (и 864319ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимкСоцмапмстмчеснмаРеспубпмн(23)Приоритет 08 С 9/04 Ъеударстаапвй квенте СССР в делам изобретений и открытий(54) ДВУХКАНАЛЬНЫИ ДАТЧИК Ф точно т чика. Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в сис темах автоматического регулирования и преобразования информации, в частности в преобразователях угла поворота вала в цифровой код.Известен двухканальный датчик фазы в котором канал грубого отсчета (ГО) и канал точного отсчетаТО ) выполнены в виде отдельных датчиков с отдельными магнитопроводами. Статор и ротор канала ГО встроен концентрично в статор и ротор канала ТО. Статоры датчиков обоих каналов неподвиж-. но закреплены в одном корпусе, а роторы, связанные разъемным соединением закреплены в другом корпусе и могут совместно вращаться относительно ста- торов Недостатком известного датчика является низкая точность.Известен также датчик фазы, работающий в режиме вращающегося магнитного поля, содержащии магнитопроводс расположенными на нем двумя взаимно перпендикулярныья обмотками вобужцения канала ГО и двумя взаимно перпен"дикулярйыми обмотками канала ТО, и ф другой магнитопровод, на котором расположены две взаимно перпендикулярные выходные обмотки канала ГО и двевзаимно перпендикулярные выходныеобмотки канала ТО 21,Не,остатком этого датчика фазы является необходимость применения длительной схемы компенсации начальногосдвига фаз отсчетов каналов ГО и ТОпри включении датчика в измерительную тйсхему, что обусловлено различнымифазовыми нулями этих каналов. Этоприводит к усложнению измерительнойсхемы, Кроме того, наличие в выходном сигнале высших пространственныхгармоник и субгармоник, связанных сналичием зубцовой зоны и неточностьюизготовления ее геометрии, снижаетОбмотки 1 и 2 возбуждения канала ГО и обмотки 3 и 4 возбуждения канала ТО расположены на одном магнитопровоце (например статора 10), а выходные обмотки 5 и 6 канала ГО, выходная обмотка 7 канала ТО и дополнительная обмотка 8 на другом магнитопроводе например ротора 11), Дополнительная обмотка 8 трансформаторно связана с обмотками 3 и 4 возбуждения и выходной обмоткой 7 канала ТО.Секции дополнительной обмотки 8 идентичны по числу витков секциям выходной обмотки 7 канала ТО и распо" ложены в тех же пазах в противофазе по отношению к последним. Для этого начало первой секции дополнительной обмотки 8 уложено в паз, где расположен конец первой секции выходной обмотки 7, конец первой секции дополнительной обмотки 8 уложен в паз, где расположено начало первой секции выходной обмотки 7, начало второй 35 3 864Цель изобретения - повышение точ- ности.Укаэанная цель достигается тем, что в двухканальный датчик фазы, содержащий магнитопровод с располо 5 женными на нем двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения канала грубого отсчета и двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения канала точного отсчета, и другой магнитопровод, на котором расположены две взаимно перпендикулярные .выходные обмотки канала ГО и выходная обмотка канала ТО, введена дополнительная обмотка подключенная к ввеФ15 денному фазорегулирующему элементу и трансформаторно связанная с обмотками возбуждения и выходной обмоткой канала ТО, причем секции дополнительной обмотки идентичны по числу витков секциям выходной обмотки канала ТО и20 расположены по отношению к ним в противофазе,На чертеже изображена схема предлагаемого датчика фазы.25Датчик фазы содержит взаимно перпендикулярные обмотки 1 и 2 возбуждения канала О, взаимно перпендикулярные обмо"ки 3 и 4 возбуждения канала ТО, взаимно перпендикулярные выходные обмотки 5 и 6 канала ГО, выходную обмотку 7 канала ТО и дополнительную обмотку 8, замкнутую на фазорегулирующий элемент 9, напримеррезистор. 319 4 секции дополнительной обмотки 8 уложено в паз, где расположен конец второй секции выходной обмотки 7, конец второй секции дополнительной обмотки 8 уложен в паз, где расположено начало первой секции выходной обмотки 7, на-. чало второй секции дополнительной обмотки 8 уложено в паз, где расположен конец второй секции выходной обмотки 7, конец второй секции дополнительной обмотки 8 уложен в паэ, где расположено начало второй секции выходной обмотки 7 и т.д.Устройство работает следующим образом.При подаче на обмотки 1 и 2 возбуждения канала ГО и обмотю, 3 и 4 возбуждения кзнала ТО двух симметричных напряжений, сдвинутых по фазе одно относительно другого на 90 эл, град, в обмотках 1 - 4 вызывается система токов и ИДС, создающая соответственно двухполюсное и многополюсное магнитные вращающиеся поля. Двухполюсное магнитное поле, пересекая витки выходных обмоток 5 и 6 канала ГО, наводит в них ЭДС, ачлитуда которой постоянна, а фаза линейно измеряется в пределах 0-360 в зависимости от угла поворота, Многополюсное магнитное поле, пересекая витки выходной обмотки 7 канала ТО и дополнительной обмотки 8, наводит в них ЭДС, амплитуда которой постоянная, а фаза аналогичным путем линейно изменяется в пределах 0-360 в зависимости от угла поворота, причем ЭДС, наводимая в дополнительной обмотке 8, находится в противофазе по отношению к ЭДС наводимой в выходной обмотке 7 канала ТО.При разомкнутой дополнительной обмотке 8 наводимая в ней ЭДС не оказывает влияния на работу выходной обмотки 7 канала ТО. Начальная фаза выходного напряжения при этом определяется выражениемХ 4ч= еигде Х - индуктивное сопротивлениеобмоток возбуждения каналаТО;активное сопротивление обМоток возб;жления канала ГО.При включении в цепь дополнительной обмотки 8 фазорегулирующего элемента 9 ( например резистора) по ней потечет ток, характер которого определяется параметрами фазорегулирую8643 щего элемента. Этот ток создает собственный магнитный поток дополнительной обмотки 8, который взаимодействуяс потоком выходной обмотки 7 каналаТО, изменит величину потока этой обмотки. При этом величина потока обмотки 7 определяется геометрической суммой потоков этой обмотки и дополни"тельной обмотки 8. Изменение потокавыходной обмотки 7 приводит к измене рнию и перераспределению потока взаимоиндукции между ней и обмотками 3 и 4возбуждения канала ТО, что, в своюочередь, приводит к изменению индуктивного сопротивления фаэ обмоток153 и 4 и к перемещению начальнойфазы выходного напряжения обмотки7 канала ТО,Экспериментально установлено,чтопри рассогласовании нулей фаз каналов ГО и ТО в 23 угл.мин. путем изменения параметров фазорегулирующегоэлемента 9, включенного в цепь дополнительной обмотки 8, удается совместить начальные фазы каналов ГО и ТО,что позволяет исключить из измерительной схемы дополнительную схему компенсации начального сдвига фаз отсчетов.Кроме того, так как дополнительная обмотка 8 идентична выходной обЗОмотке 7 канала ТО,ей присущи все высшие гармоники и субгармоники последней, обусловленные геометрией зубцовой эоны и неточностью ее изготовления. При этом, поскольку ЭДС, наводимая в дополнительнои обмотке 8,на 3ходится в противофазе к выходной обмотке 7, при работе предлагаемогодатчика фазы происходит взаимная 9компенсация высших гармопк и субгармоник в выходном сигнале датчика иповышается его точность ( по результатам эксперимента в 2,5 раза в сравнении с известным). Формула изобретения Двухканальный датчик фазы, содержащий магнитопровод с расположенными на нем двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения как цта грубого отсчета и двумя взаимно перпендикулярными обмотками возбуждения канала точного отсчета и другой магнитопровод, на котором расположены две взаимно перпендикулярные выходные обмотки канала грубого отсчета и выходная обмотка канала точного отсчета, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, введена дополнительная обмотка,подключенная к введенному фазорегулирующему элементу и трансформаторно связанная с обмотками возбуждения и вы. ходной обмоткой канала точного отсчета, причем секции дополнительной обмотки идентичны ло числу витков секциям выходной обмотки канала точного отсчета и расположены по отношению к ним в противофазе. Источники информации,принятие во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мф 177301,кл. Н 02 К 24/00,2. Авторское свидетельство СССР Иф 442553, кл, Н 02 К 24/00,864319 Составителедактор М.Бандура Техред А,Ба С. Морозов нец Еоррек а"Патент" л аказ 7799/73 ВНИИПИ Госуд по дел 113035, Моск, Ж4 Подписное о комитета СССР ений и открытий Раущская наб., д Узпород, ул. Проектная