Способ преобразования перемещение-фаза и устройство для его осуществления

(7) Заявнтел ПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ-ФАЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯзобретение относитс втоматиго личени анию исозданв цифро у конт быть и еск стар ко в с я числ может устро вые в Изельн ства ввиислител иты чт ест ныищение-ф е атем о лю и регулиров ользовано при да информации ьные машины.пособ преобразовани за 1заключается формировании и подведении к квадратурным входным обмоткам ВТ двух квадратурных сигналов, одинаковых по ам 10 плитуде. Оба эти сигнала модулируют по амплитуде в функции перемещений.ротора путем изменения взаимоиндукции между каждой входной и выходной обмоткой. Сигналы индуктируемые каж 915 дой из входных квадратурных обмоток, геометрически суммируются на выходной обмотке, а о перемещении ротора судят по фазе результирующего выходного сигнала.В этом способе преобразования угол- фаза точность преобразования угла в фазу обусловлена точностью ВТ. Уменьшение погрешностей, вносимых ВТ, можетбыть достигнуто увчисла пар полюсов. Однвукицих ВТ для увеличениполюсов т еб ется знач Р У ит о увеличить его габар о часто являет ся недопустимым.Наиболее близким к изобретению является способ преобразования пере мещение-фаза 2, заключаняцийся в том, что фор 11 ируют равные по амплит де квадратурные сигналы, модулируют оба эти сигнала по амплитуде в функ ции перемещения и геометрически сум мируют эти сигналы. Дпя повышения точности преобразования периодическ переключают квадратурные сигналы меж ду собой, выделяя на выходе преобразователя ошибку от неравенства ам плитуд этих сигналов, которую з исключают. Определяют перемещение по фазе результирунзцего сигнала.Известно устройство.для преобраз вания перемещение-фаза, содержащее последовательно соединенные источникпеременного напряжения и преобразователь 1,31.Известно также устройство.для преобразования перемещение-фаза, содержащее синусно-косинусный. вращающийся трансформатор и фазосдвигающий контур 14 1.Недостатком известных технических решений является невысокая точность преобразования.Цель изобретения - повышение точ" ности преобразования.Эта .цель достигается тем, что в известном способе амплитуды квадратурных сигналов выбирают таким образом, что их отношение равно заданному увеличению масштаба преобразования. В устройстве, содержащем последовательно соединенные источник переменного напряжения и преобразователь, цель достигается путем снабжения квадратурным масштабирующим контуром, , вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, и сумматор, одиниз входов которого соединен с выходом преобразователя, другой - с выходом квадратур- ного масштабирующего контура, а коэффициент передачи квадратурного масштабирующего контура выбран из соотношения:К 1К =2. Мгде К( и К - коэффициенты передачипреобразователя и квад.ратурного масштабирующего контура;М - масштаб преобразования,В устройстве, содержащем синуснокосинуснь 1 й вращающийся трансформатор и фазосдвигающий контур, цель достигается тем, что число витков синусной (Ч,1) и косинусной (И) обмоток выбирается иэ соотношения -" =И,Юд. ф где М - изменение масштаба преобразования.Способ преобразования перемещение-фаза заключается в том, что формируют два сигнала, смещенные по фазе на 900, амплитуды этих сигналов выбирают таким образом, что их от-ношение равно заданному увеличению масштаба преобразования. По мейьшей мере один из сигналов модулируют по амплитуде в функции измеряемого перемещения. Далее геометрически суммируют эти сигналы. Величину перемеще 10,перемещение-фаза, реализующего способ 15 го 30 35 40 45 50 55 ния определяют по фазе результирующего сигнала.На фиг1 представлена схема устройства для преобразования перемещение-фаза, реализующего способ и выполненного на основе индукционногопреобразователя и квадратурного масштабирующего контура, на фиг.2 -схема устройства .для преобразования и выполненного на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора. Устройство на фиг 1 содержит однофазный источник 1 переменного напряжения, выход которого соединен с преобразователем 2 и с квадратурным масштабирующим контуром 3, состоящем из последовательно включенного фазосдвигающего звена 4 и масштабирующего звена 5. Выходы преобразователя и квадратурного масштабирующего контура соединены с входом сумматора 6 с выхода которого снимается выходное напряжение устройства. В качестве преобразователя 2 может использоваться вращающийся трансформатор, индукционный потенциометр или другое индукционное устройство, обеспечивающее в малом угловом диапазоне поворота ротора линейное изменение выход-, ного напряжения. Фазосдвигающее звено 4 представляет собой КС-цепи или грубый фазовращатель, а масштабирующее звено - масштабный трансформатор или делитель напряжения. Устройство на фиг; 2 содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (ВТ ) 7 и фазосдвигающий контур 8. На обмотку 9 возбуждения ВТ подается напряжение от однофазного источника переменного тока. Квадратурная обмотка 10 служит для выполнения первичного симметрирования.Выходная обмотка 11 ВТ соединена с реактивным сопротивлением 12, а обмотка 13 - с активным сопротивлением 14. Выходные клеммы устройства подключены к точке соединения квадратурных обмоток 11 и 13 и к точке соединения сопротивлений 12 и 14. Обмотка 11 (синусная 1 вращающегося трансформатора 7 выполнена с числом витков Ч 1 равным числу витков Ч обмотки 13 (косинусной) увеличенному на коэффициент повышения масштаба преобразования угла в фазу (И).Способ осуществляется с помощью устройства по фиг. 1 следующим образом.При подведении напряжения питанияот источника 1 на вход преобразователя 2, на вторичной обмотке преобразователя индуктируется ЭДС О, которая в малом диапазоне углов поворота ротора равна=КОс где К -коэффициент пропорциональности, с- угол поворота ротора. На выходе квадратурного масштабирующего контура 3создается напряжение 01, амплитудакоторого определяется передаточными Функциями фазосдвигающего и масштабирующего звеньев. Фаза напряжения 01с ломощью Фазосдвигающего звена 4 смещается на 90 относительно фазы наопряжения 01.Напряжение на выходе квадратурного масштабирующего контура равно ОК= 1 К КО. Угол сдвига фазысигналана выходе сумматора 6 определяетсян квыражением Сд = = сС котороеОк кк 2 ф при малых значениях углов Ф равно 5КМ =4. Следовательно масштаб преКК 2.образования угла о(. в Фазу Ч определяется отношением коэффициентов передачи преобразователя 1 К ) и квадратур- ного масштабирующего контура (К 4 ). 30Способ осуществляется с помощью устройства по Фиг. 2 следующим образом.При подключении обмотки возбуждения; 9 к источнику питания, на обмотках 11 и 13 индуктируются квадратур 35 ные ЭДС, зависящие от угла поворота и равныеО =КО 61 ирд. и О =КО собА 1%4 . 4 2Ь %где 0 - напряжение питания;И - число витков обмотки возбуждения 9;И Ч - числа витков вторичных обмо 2.ток 11 и 13.При малых значениях углов поворо 45 та ротора (М.) и сдвига фазы (9) выходное напряжение устройства имеетсдвиг Фазы, равныи: 9- %412.Следовательно масштаб преобразования угла в фазу в новом устройстве увеличенпо сравнению с существующими преобразователями в %4% раза.Использование нового способа преобразования перемещение-фаза в малом 55 угловом диапазоне обеспечивает по сравнению с существующими способами увеличение масштаба преобразования при сохранении числа пар полюсов вращающегося трансформатора. Это даетпропорциональное повышение точностипреобразования перемещение-фаза безповышения требований к точности вращающегося трансформатора.При осуществлении способа устройством, состоящим:из индукционногопреобразователя, квадратурного масштабирующего контура и сумматора, высокая точность преобразования перемещения в Фазу обеспечивается при использовании однофазного источника питанияи широко применяемых в приборостроении элементов с низкими точностнымипоказателями. Все элементы устройствасерийно выпускаются отечественнойпромышленностью. Устройство дает возможность в широких пределах регулировать масштаб преобразования угла в,фазу, а следовательно, и его точность.Осуществление способа устройством,состоящим из синусно- косинусного вращающегося трансформатора с разнымчислом витков вторичных квадратурныхобмоток и фазосдвигающих цепей, обеспечивает повышение точности преобразования при максимальном сокращениичисла используемых элементов. Крометого, увеличение масштаба и связанноес ним повышение точности преобразования в этом устройстве производитсябез увеличения габаритов и точностиизготовления вращающегося трансформатора,формула изобретения1, Способ преобразования перемещение-фаза, заключающийся в том, чтоформируют квадратурные сигналы, поменьшей мере один из сигналов модули-.руют по амплитуде в функции перемещения, геометрически суммируют этисигналы, а о перемещении судят по фазе результирующего сигнала, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности преобразования,амплитуды квадратурных сигналов выбирают таким образом, что их отношение равно заданному увеличению маештаба преобразования,2, Устройство для преобразованияперемещение-фаза, содержащее последовательно соединенные источник пере"менного напряжения и преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено квадратурным мас7 8792718тем, что число витков синусной (Ч )и косинусной (И) обмоток выбираетсяиз соотношения%- М5 ф Эгде М - изменение масштаба преобразования. штабирующим контуром, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, и сумматор, один из входов которого ооединен с выходом преобразователя, другой - с выходом квадратурного масштабирующего кон тура, акоэффициент передачи квадра-. турного масштабирующего контура выбран из соотношенияКуО О где К и К - коэффиЦиенты передачипреобразователя и квадратурного масштабирующего контура; 15. М - масштаб преобразования.3. Устройство для преобразования перемещение-фаза,. содержащее синус- но-косинусный вращающийся трансформатор и фазосдвигающий контур, подключенный к обмоткам вращающегося транс-, форматора, отличающееся Источники информации, принятые во внимание при экспертизеАхметжанов А.А. Системы передачи угла повышенной точности, "Энергия", 19662. Авторское свидетельство СССР У 360001, кл. С 08 С 19/46,. 1974 (прототип).3. Авторское свидетельство СССР У 358764, кл. Н 03 Н 7/18, 1972 (прототип) .4, Авторское свидетельство СССР У 274687, кл. 0 08 С 19/48, 1970 (прототип) .