Синусно-косинусный преобразователь

и 877569 Союз Советсиик Социалистических РеслублинОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. саид-в 22) Заявлено 270280 (21) 288 присоединением заявки Йо М. К 6 06 доите осударствеииый к СССР по делам изобре и открытий:- .-л;" л.Тф 1ой ССР вторы обретен ии В.А. Кропино итут А Иорской .гидрофизический аин аивитель 54) СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительнойтехнике и может быть использовано., например, в векторноосредняющих измерителях скорости течения и других метеорологических и океанографических приборах.Известны синусно-косинусные потен" циометрические преобразователи, построенные на основе прямоугольного каркаса из непроводящего материала,. на который виток к витку намотан проводник, находящийся под электрическим напряжением. величина напряжения,процорциональная синусу или косинусу уг ла поворота оси, проходящей через центр прямоугольного каркаса перпендикулярно к нему, снимается с помощью подвижных контактов, укрепленных на оси под углом 90 о друг относительно друга и касающихся проводника,намотанного на каркас 1.Недостатками указанных синусно" косинусных потенциометрических преоб разователей являются необходимость достаточно большого момента на оси вращения, малый срок службы иэ-за трения контактов по прОводнику, .а также малая точность преобразования ической ляется етс вблизи так называемой эоны нечувствительности.Наиболее близким по технсущности к предлагаемому явпреобразователь, содержащий ячейкус электролитом, имеющую в центреквадратное, а сверху и снизу круглыесечения; систему. входных электродов,находящихся под электрическим напряжением и расположенных на противоположных стенках квадратной части ячейкит вращающуюся на опорах в центреячейки вертикальную ось с картушкойсодержащей стержневой магнит и систе 5 му съемных электродов, а также расположенные на оси и стенках цилиндрических частей ячейки выходные кольцевые электроды; связанные попарноэлектролитически между собой, причем 20 кольцевые электроды, расположенныена оси, связаны гальванически сосъемными электродами на картушке.Указанный преобразователь устраняетнедостатки, связанные с механическиМ5 трением контактов по прямоугольнойрамке 23Недостатком преобразователя являя наличие нежелательной электрической связи между различными парами 30 выходных кольцевых электродов, атакже выходных и входных электродом и связанная с этим погрешность преобразования выходных сигналов.Введение центральной пары кольцевых электродов, имеющих нулевой по-;тенциал, относительно которой симметрично располагаются две пары выходныхкольцевых электродов, лишь незначительно уменьшает эту погрешность,таккак остается электрическая связь через электролит между входными и выходными электродами, а также междупарами выходных электродов и центральной парой электродов с нулевымпотенциалом.Цель изобретения - повышение точ; ности преобразования за счет устранения электрической связи между выходными электродами, а также выходнымии входными электродами.Поставленная цель достигается тем,что в синусно-косинусном преобразователе, содержащем заполненный электролитом полый корпус .из неэлектропро"водного материала, внутренняя полость полого корпуса в нижней части:выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, а в средней - в видецилиндра, два входных электрода,раЗмещенных на противоположных стенкахнижней .части внутренней полости полого корпуса и снабженных выводами снаружи полого корпуса, картушку, выполненную в виде полого стакана цилиндрической формы из неэлектропроводно-го материала, во внутренней полостикоторого размещена магнитная система,и установленную в средней части поло"го корпуса с возможностью вращениявокруг вертикальной оси, и два выходных электрода, в торцовой кольцеобразной поверхности полого стаканавыполнены две концентрические канавки,. в дне которых выполнено по одному отверстию, отверстия смещены относительно друг друга на четвертьоборота, в концентрических канавкахразмещены выходные электроды, а уровень электролита ниже .верхнего краяконцентрических канавок.. На фиг. 1 приведен синусно-косинусный преобразователь, разрез А-А нафиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б нафиг, 1.Преобразователь содержит полыйкорпус 1 из неэлектропроводного материала, имеющий в нижней части внут"реннюю полость в виде прямоугольного параллелепипеда, заполненный электролитом 2, с двумя симметричнычивходными электродами 3и 3, расположенными на противоположных стенках нижней части полости и имеющимиэлектрические выводы снаружи корпуса,картушку 4, выполненнуЫ в виде полого стакана цилиндрической формы из неэлектропроводного материала, содер, жащую магнитную систему 5, и установленную в корпусе с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 6. Вторцовой колЬцеобразной поверхностистакана сделаны две глубокие концентрические канавки 7 и 7, в нижнейчасты которых расположено по одномуотверстию 8 и 81, причем отверстиярасположены под углом 90 ф относительно центра вращения картушки. В канавы 7 и 7 опущены выходные электроды 9 и 9, имеющие электрические 1 выводы снаружи корпуса, Уровень электролита в корпусе не превосходитверхнего края канавок картушки.Преобразователь работает следующим образом. На входные электроды 3, и 3 подается переменное напряжение, симметричное относительно нуля (при использовании электролита с обратимыми электрохимическимн реакциямы можно пи" 33 тать корпус постоянным напряжением).В прямоугольной части корпуса в электролите 2 создается равномерное электрическое поле. Через отверстия 8 и8, которые выполняют роль съемныхэлектродов, в канавки 7 и 7 передаются электрические найряжения,величины которых пропорциональны соответственно синусу ы косинусу угла поворота картушки 4 относительно нулевого положения. Электролит в канавкеимеет одинаковое по всей окружностиканавки электрическое напряжение,величина которого определяетсятолько положением отверстия относительно .равномерного электрического поляв прямоугольной части корпуса. Этоэлектрическое напряжение передаетсяна выходной электрод соответственно91 илн 9. Таким образом, на выходных электродах формируются электри ческие напряжения, величины которыхпропорциональны синусу и косинусу угла с поворота картушки относительнонулевого положения корпуса илн угламежду положением корпуса и магнитным 4 меридианом.Картушка выполняется пустотелойиз метериала с удельным весом меньшим единицы. Уровень электролита рассчитывается по известным формуламзакона Архимеда так, чтобы обеспечитьуравновешивание веса картушки ы выталкивающей силы, действующей нанее в электролите. Тем самым сводится к минимуму трение в опорах и возрастает точность установки картушкивдоль геомагнитного поля.Так как выходные электроды преобразователя связаны с электрическимполем в электролите через канавки иотверстия в них, а уровень электролита в корпусе ниже верхнего краяканавок картушкн, отсутствуют искажения выходных напряжений, связанные сшунтированнем выхбдных электродов.Благодаря этому повышается точностьпреобразования угла в синус и косинус,877569 А-А что определяет технико-экономический эффект от использования изобретения. формула изобретения Синусио-косинусный преобразова 5 тель, содержащий заполненный электролитом полый корпус из неэлектропроводного материала, внутренняя полость полого корпуса в нижней части выпол-иена в виде прямоугольного параллелепипеда, а в средней - в виде цилиндра, два входных электрода, размещенных на противоположных стенках нижней части внутренней полости полого корпуса и снабженных выводами свару жи полого корпуса, картушку, выполненную в виде пологЬ стакана цилиндрической формы иэ неэлектропроводного материала, во внутренней полости которого размещена магнитная система, 33 и установленную в средней части полого корпуса с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и два выходных электрода, о т.л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цевью поваваиия точности преобразования за счет устранения электрической связм между электродами, в торцовой кольцеобраэиойповерхности полого стакана выполнеиыдве концентрические канавки, в днекоторых выполнено по одному отверстиюотверстия смещены относительно другдруга на четверть оборота, в концент-.рических канавках размещены выходныеэлектроды, а уровень электролита ииавверхнего края концентрических канавокИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Туригин А.И. Электрические эмерення неэлектрических величин, Л ,фЭнергия", 1966.2, Патент ФРГ 9 2063471,кл. 6 06 6 7/22, опублик. 1971 (про".тотип).877569 етраш Редактор В Подписн оввтета СССР открытий ушская нЗакаэ 9 аб., д. 4/ енто, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал П Составитель Г.ОсТехред С.Мигунова 75 Тираж 748 НИИПИ Государственного по делам иэобретений и 13035, Москва, Ж, Ра орректор А. ГрицеФ