Двухкоординатный преобразователь

(51)4 601 В 7 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВ 54) двуХКТЕЛЬ 4-28Бюл. В 32кий авиаццонцыйС.П.Королева ИНАТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАИзоой тецие относится к измер цс хцике и автомати тел систем вижных тоит в спользоцацоремдшецирм изобретецця с ости длухкоо ля при испол ияель Ю.А.Яньппев,Н,Буров, В.П.Вколи цадеж зоват честв счет рован динатногзованиитем упраех канал 8.8)свидетельство СС01 В 7/30, 1979идетельство СССРС О 1 В 7/30, 1986 е элемента си создания четы ов формив от углоа связи с управляющих сигнало мещеций одного звен вых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК420355 управляющим объектом. Каждый канал включает и себя по дне пары катушек 5,6,8 и 9; О,1,3 и 14; 16,17,19 и 20; 21,22,24 и 25 индуктинности, устацонленцых н одной плоскости подоу лом 90 одна к другой над поверхностью шарообразного элемента 3, и днухкацальцые электронные блоки 7, 12,18 и 23 нихретоковых измерителей зазоровДля обеспечения идентичности сигналов от угловых перемещений Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано н системах управления перемещением подвижных объектов.Целью изобретения является повышение надежности двухкоордццатного преобразователя при использовании его в качестве элемента системы управления, имеющего одно звено связи с управляю" щим объектом.Поставленная цель достигается увеличеццем до четырех числа каналов формирования управляющих сигналов П Б 1, от угловых перемещений элемента связи с упранляющим объектом.Ца фцг, 1 показана конструкция днухкоордицатцого преобразователя, вцд сверху; ца фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант структурной схемы одного иэ четырех двухканальных нихретоконых измерителей эазорон; ца фиг.4 - вариант структурной схемы преобразователя координат.. Днухкоординатный преобразователь содержит диэлектрический каркас 1, электропронодящее звено 2 связи с управляющим объектом, на конце которого ца резьбе соосцо установлены электропроводящий шарообразный элемент 3 и диэлектрическая полусфера 4 равных диаметров, шарнирно закрепленные в отверстии каркаса 1, катушки 5 и 6 ицдуктинцости, соединенные между собой и с гецераторным выходом и сигцальцым входом первого канала электронного блока 7 первого нихретоконого измерителя зазоров, катушки 8 и 9 ццдуктинности, соединенные между собо: ц с гецераторцым выходом и сигцальцым входом второго канала элекзвена 2 связи с управляющим объектомвыходы второго 12 и четвертого.23электронных блоков нихретоковых измерителей зазоров соединены с входами преобразователей 15 и 26 координат. Перные выходы электронных блоков 7 и 18 и преобразователей 15 и26 координат соединены с входами первого коммутатора 27, а вторые выхо-,ды - с входами второго коммутатора28. 4 ил. тронного блока 7 первого вихретокового измерителя зазоров. Пары катушек5, 6 и 8, 9 индуктинцости установлеоны под углом 90 одна к другой. Катушки 10 и 11 индуктивности соедине"цы между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 12 второго вихретоконого измерителя зазоров, катушки 13 и 14 индуктивности соединенымежду собой и с генераторным выходоми сигнальным входом второго каналаэлектронного блока 12 второго вихретокового измерителя зазоров. Пары ка"тушек 10, 11 и 13, 14 индуктивностиаустановлены под углом 90 одна к другой и под углом 45 к катушкам 5, 6и 8, 9 индуктинности соответственно.Выходы электронного блока 12 соединены с входом первого преобразователя15 координат. Катушки 16, 17 индуктивности соединены между собой и сгенераторным выходом и сигнальнымвходом первого канала электронногоблока 18 третьего вихретокового измерителя зазоров, катушки 19, 20 индуктивности соединены между собой и сгенераторным выходом и сигнальнымвходом второго канала электронногоблока 18 третьего вихретокового измерителя зазоров, Пары катушек 16, 17и 19, 20 индуктивности установленыопод углом 90 одна к другой и под углом 180 к катушкам 5, 6 и 8, 9 индуктивности соответственно. Катушки21, 22 иидуктивности соединены междусобой .и с генераторным выходом и сигнальным входом перного канала элека 40тронного блока 23 четвертого вихретокового измерителя зазором, катушки03554и 25 индуктивности и поверхностью нарообраэного элемента 3 выбран большим величины диаметра этих катушекиндуктивности, поэтому на них вихревые токи не влияют. В исходном состоянии преобразователя при перпендикулярном положении звена 2 связи суправляющим объектом относительноплоскости расположения катушек 5, 8,10, 13, 16, 19, 21 и 24 индуктивности зазоры между этими катушками и поверхностью шарообразного элемента 3одинаковы, поэтому на сигнальные входы электронных блоков 7, 12, 18 и 23всех четырех вихретоковых измерителей зазоров поступают равные сигналы,близкие к нулю, что обеспечиваетсявыбором витков катушек 6, 9, 11, 14,17, 20, 22 и 25 индуктивности. Приотклонении звена 2 связи с объектомуправления от исходного положения зазоры между катушками 5, 8, 1 О, 13,16, 19, 21 и 24 и.щуктивности изменяются и на выходах электронных блоков 7, 12, 18 и 23 появятся постоянные напряжения соответственно У,3К 113 р, У Бр, 13 , Урпропорциональные йзменениям зазоровперед каждой катушкой индуктивности.Для приведения в соответствие напряжений, снимаемых с ечетных и четныхэлектронных блоков вихретоковых измерителей зазоров соответственно 7, 18и 12, 23 (получения всех постоянныхнапряжений одной полярности при задании звену 2 связи с управляющим объектом углового перемещения одной полярности) каждая из двух пар катушекиндуктивности, расположенных под уголом 180 одна к другой соединены противофазно с генераторными выходамисвоих электронньх блоков вихретоковых измерителей зазоров. Если например, перед катушкой 5 индуктивностиувеличен зазор, то перед катушкой 16индуктивности зазор уменьшен, но засчет противофазного включения катушек 5 и 16 индуктивности напряженияна выходах электронных блоков 7 и 18изменятся на одинаковую величину одной полярности. Для приведения в соответствие величин выходных напряжений электронных блоков 7 и 12, 7 и23 к последним подключены преобразователи 15 и 26 координат соответственно. В каждом преобразователе 15и 26 координат входные постоянныенапряжения с помощью модуляторов 36 3 142 24 и 25 индуктивности соединены меж - ду собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 23 четвертого вих 5 ретокового измерителя зазоров, Пары . катушек 21, 22 и 24, 25 индуктивностиоустановлены под углом 90 одна к другой и под углом 45 к катушкам 6, 17 и 19, 20 индуктивности соответст О венно.Выходы электронного блока 23 соединены с входами второго преобразователя 26 координат. Первые выходы электронных блоков 7, 18 и преобра зователей 15 и 26 координат соединены с входами первого коммутатора 27. Вторые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с входами второго 20 коммутатора 28.Электронные блоки 7, 12, 18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров выполнены идентичными по типовой схеме (на фиг.3 пунктир) и состоят из 25 генератора 29 прямоугольных импульсов, соединенного с усилителями 30 и 31 мощности, синхронных детекторов 32, 33 и усилителей 34, 35 соответственно первого и второго каналов. С 30 выхода усилителей 34 и 35 снимаются сигналы об угловых перемещениях звена 2 связи с управляющим объектом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно Бо и Б или Б и(оо 35 У в зависимости от положения катушек индуктивности в каркасе 1 преобразователя. Преобразователи 15 и 26 координат выполнены идентичными по типовой схеме и включают в себя 40 (фиг.4) два модулятора 36 и 37, два синхронных детектора 38 и 39, мульти- вибратор 40 и фазосдвигающее устройство 41.Двухкоординатный преобразователь 45 работает следующим образом.Катушки 5, 6, 8, 9, 10, 11, 3, 14, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 24 и 25 иьщуктивности прн питании через генераторные выходы соответствующих элек тронных блоков 7, 12, 18 и 23 напряжением высокой частоты наводят на поверхности шарообразного элемента 3 вихревые токи, которые в свою очередь меняют параметры катушек индук тивности в з ависимос ти от величины зазора между ними и поверхностью шарообразного элемента 3, Зазор между катушками 6, 9, 11, 14, 17, 20, 22и 37 преобразуются в переменные изатем с помощью синхронных детекторов 38 и 39, на опорные входыкоторых поступают специально сформи 5рованные напряжения последовательносоединенных мультивибратора 40 с фаэосдвигающим устройством 41, преобразуются в постоянные напряжения Ц,11. Эти напряжения равны выходным 10напряжениям других электронных блоков, поскольку фазовый сдвиг опорныхнапряжений синхронных детекторов 38и 39 преобразователя 15 или 26 координат равен углу между паРами катушек индуктивности, подключенными ксравниваемым электронным блокам вихретоковых измерителей зазоров. С помощью коммутаторов 27 и 28 осуществляется переключение каналов формирования управляющих сигналов, в бор одного из четырех входных,Формула изобретения25Двухкоординатный преобразователь, содержащий звено связи с управляющим объектом, один конец которого с помощью шарообразного электропроводящего элемента, расположенного внутри диэлектрической полусферы, аксиально смещенной относительно центра электропроводящого элемента, шарнирно закреплен в диэлектрическом каркасе преобразователя, два двухканальных вихретоковых измерителя зазоров, со 35 держащих электронные блоки и катушки индуктивности, установленные в диэлектрическом каркасе преобразователя в плоскости диэлектрической полусфеоры под углом 45 друг к другу на одинаковом расстоянии от центра шарообразного элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераториыми выходами электронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двухканальные вихретоковые измерители зазоров, содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катушки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей зазоров установлены в корпусе преобразователя на одинаковом расстоянии и соосно с основными; катушкииндуктивнэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента, соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, каждая пара катушек индуктивности, установленная под углом 90 одна к другой, соединена с одним из входов одного из четырех электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, первые выходы которых соединены с входа-. ми, первого коммутатора, выходы второго и четвертого электронных блоков соединены с входами коммутаторов через соответствующие преобразователи координат.1420355 Составитель К.ТавлиновКорректор М.Демчик Редактор М.Недолуженко Техред Л.Олийнык680 Подписное Заказ 4316/42 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5л. П оектная 4 Производственнон -полиграфическое предприятие, г. ужгород, у , р