Устройство для дискретного заданияуглов поворота вала

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о,824257 1) Дополнительное к авт,свид 22) Заявлено 0106,79 (21) 2774356/18(51)М. Кл.з стйенный комите СССРам изобретений открытий 08 С 9/04 исоединением заявки Мо Гос) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГПОВОРОТА ВАЛА УГЛОВ устройстввки и счиневозможизвестным ЗО Изобретение относится к автомати"ке и может быть использовано в Устройствах программного управления, атакже в системах передачи сигналов.Известны устройства для дискретного задания углов, содержащие электрическую шкалу (двухобмоточный многополюсный вращающийся трансформатор) и исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и ротором электрической шкалы иэлектрически подключенный через усилитель к выходной обмотке статораэлектрической шкалы (1 .и 2.Наиболее близким к предлагаемомутехническим решением является устройство, содержащее электрическуюшкалу с зубчатым магнитопроводом ротора и статора, на которых размещенывходная и выходная многополюсные2обмотки, исполнительный двигатель,кинематически связанный с задающимвалом и ротором и электрически подключенный через усилитель и переключатель к выходной обмотке статора3,Недостатками известныхявляются неудобство устанотывания задаваемых углом иность автоматизации работы устройств в составе контрольно-испытательной аппаратуры.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства для дискретного задания углов поворота вала.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дискретного задания углов поворота вала, содержащее электрическую шкалу с зубчатыми магнитопроводами ротора и статора, на которых размещены соответственно входная и выходная многополюсные обмотки, исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и соединенный через усилитель со входом переключателя, источник переменного напряжения, сое диненный с первым выходом переключателя и со входной обмоткой электрической шкалы, введены синхронные де" текторы, выпрямители, индикаторные лампы старших и младших разрядов, делитель напряжения, сумматор и индуктивный датчик угла поворота вала, который установлен яа задающем вале, вход индуктивного датчика угла пово,рота соединен с источником переменного напряжения, выходы младших разрядов индуктивного датчика угла пово"рота вала соединены с первыми входами синхронных детекторов, а выходыстарших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала через выпрямители - с индикаторными лампами старших разрядов, вторые входы синхронных детекторов соединены с источником переменного напряжения, а выходы - с индикаторной лампой младшегоразряда, вход делителя напряжениясоединен с источником переменного,напряжения, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которогосоединен с выходной обмоткой электрической шкалы, а выход - со вторымвыходом переключателя.Кроме того, индуктивный датчик 5угла поворота вала выполнен в видестатора с зубчатым магнитопроводоми ротора с магнитопроводом, на котором два зубца, шаг зубцов ротора истатора равен шагу зубцов зубчатых 2 Омагнитопроводов .ротора и статораэлектрической шкалы, на каждом зубцестатора размещены первые обмотки,выводы которых соединены с выходамимладших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, вторые обмотки размещены на группах зубцов статора в которых число зубцов на одинзубец меньше номера соответствующегостаршего разряда, выводы вторых обмоток соединены выходами старших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, на роторе расположенавходная обмотка, которая соединенасо входом индуктивного датчика углаповорота вала.На Фиг, 1 изображено устройстводля дискретного задания углов; нафиг. 2 - магнитопроводы введенных вустройство второго ротора и второгостатора на Фиг, 3 - схема входной 40обмотки, помещенной на втором роторе; на Фиг. 4 - схема, помещенной навтором статоре выходной обмотки, обес печивакщей индикацию единиц мпадшегоразряда; на Фиг. 5 - то же, обеспечивающей индикацию единиц старших разрядов; на фиг. б - схема практического использования предлагаемого устройства,устройство для дискретного задания углов 1 (Фиг. 1) включает в себяжестко связанные с корпусом 2, идентичные зубчатые магнитопроводы статора 3 электрической шкалы и второгостатора 4, а также установленный вподшипниках корпуса 2 задакщий вал 5, 55связанный с зубчатым магнитопроводомротора б электрической шкалы, с магнитопроводом второго ротора 7, с рото"ром проверяемого изделия 8 и черезредуктор 9 - с исполнительным двигателем 10. Исполнительный двигатель10 через усилитель 11 и переключатель 12 электрически связан с выходом сумматора 13, один из входов которого подключен к многополюсной вы ходной обмотке 14, расположенной в пазах магнитопровода статора 3 электрической шкалы, а второй вход через делитель 15 напряжения подключен к источнику 16 переменного напряжения, Источник 16 напряжения соединен с многополюсной входной обмоткой 17, расположенной в пазах магнитопровода ротора б электрической шкалы, и с двухполюсной входной обмоткой 18 (фиг. 3), расположенной на двух зубцах магнитопровода второго ротора 7, причем шаг зубцов магнитопровода ротора 7 равен шагу зубцов магнитопроводов ротора б и статоров 3 и 4. Расположенные в пазах магнитопроводавторого статора 4 выходныеобмотки 19(фиг. 4) электрически соединены с первыми входами синхронных детекторов 20 (фиг. 1), вторые входы которых соединены с источником 16 переменного напряжения, а выходы подключены к индикаторной лампе младшего разряда блока 21 индикаторных ламп. Выходные обмотки 22 (Фиг. 5) также расположенные в пазах магнитопроводавторого статора 4, электрически соединены со входами выпрямителей 23 (Фиг. 1), выходы которых подключены к индикаторным лампам старших разрядов блока 21 индикаторных ламп.При питании многополюсной входной обмотки 17, расположенной в пазах ротора б электрической шкалы, переменным напряжением от источника 16 (фиг. 1 ) на клеммах многополюсной выходной обмотки 14, расположенной в пазах статора 3 электрической шкалы, возникает сигнал рассогласования, пропорциональный углу К поворота ротора б. Сигнал, усиленный усилителем11 поступает на обмотку управления исполнительного двигателя 10, который разворачивает задакщий вал 5 до ближайшего устойчивого положения,прикотором сигнал рассогласования равеннулю. Предельное число устойчивых положений задакщего вала 5 равно числу зубцов и магнитопровода ротора(статора) электрической шкалы, Такимобразом, задающий вал 5 в пределаходного оборота может занимать и устойчивых положений и, следовательно,дискретностьзадания углов определяется числом зубцов ротора (статора). электрической шкалы .,3 Ы) оУ =. -Для установки задающего вала 5 в требуемое устойчивое положение предусмотрена .(на момент раэмыкания контактов переключателя 12) подача на обмотку управления исполнительного двигателя 10 напряжения от источника 16 (Фиг. 1).С целью обеспечения индикации устанавливаежх углов и для автоматизации работы устройства в него вве50 55 б 0 дены второй ротор 7 и второй статор 4, причем магнитопровод статора 4 установлен идентично магнитопроводу статора 3, а магнитопровод ротора 7 развернут относительно магнитопровода ротора б на уголЮ9= в2 т.е. на половину шага зубцов (который одинаков для магнитопроводов всех статоров и роторов, установленных в устройстве).Благодаря тому, что магнитопровод ротора 7 развернут относительно магнитопровода ротора б на угол с в каждом устойчивом полокении задающего вала 5 два зубца ротора 7 взаимодействуют с двумя соответствующими зубцами статора 4 (Юиг, 2), Таким образом, при питании двухполюсной входной обмотки 18 (фиг. 3) расположен ной на зубцах магнитопровода ротора 7, переменным напряжением от источника 16 (фиг, 1) в витках выходных обмоток 19 и 22 (фиг, 4, 5), охватывающих два зубца статора 4, взаимодействующие в данном устойчивом положении задающего вала 5 с зубцами ротора 7, возникает ЭДС. Так как задающий вал 5 имеет число устойчивых положений п, то для обеспечения дискретности индикации, равной , каждое последующее положение вала 5должно отличаться от предыдущего наединицу младшегб разряда. Это достигается тем, что выходная обмотка 19(фиг, 4) выполнена в виде ряда обмоток, каждая из которых охватываетодин зубец статора 4 и служит дляиндикации единицы младшего разряда.Однако в каждом устойчивом положениизадающего вала 5 в витках этих обмо.ток наводятся ЭДС, равные по величине, но отличающиеся по Фазе на 180поэтому для обеспечения необходимойдискретности индикации информация обугловом положении задающего вала 5 45снимается с витков той из обмоток 19,ЭДС которой совпадает по фазе с опорным сигналом. С этой целью каждаяиз самостоятельных обмоток 19 подсоединена к синхронному детектору 20 (фиг, 1), Для уменьшения числа вйводов выходной обмотки 19, отдельные обмотки, определяющие одноименные единицы младшего разряда, соединены между собой последовательно (фиг,4),Так как число зубцов магнитопроводов мутаторов 3 и 4, как правило, больше числа единиц младшего разряда принятой системы счисления, то для обеспечения однозначности индикации в пазах второго статора 4 располагается выходная обмотка 22(фиг.5) обеспечивающая индикацию единиц старших разрядов. Выходная обмотка 22 представляет собой несколько са" мостоятельных обмоток, каждая из которых охватывает число зубцов статора 4 на один зубец меньшее единицы соответствующего старшего разряда.Такая конструкция обмоток 22 поз- .воляет исключить ошибку считыванияна границе двух обмоток, каждая изкоторых. обеспечивает индикацию единицы старшего разряда. Каждая из обмоток 22 соединена с выпрямителем23.Включение синхронных детекторов20 и выпрямителей 23 необходимо.длявыработки напряжения, управляющегоусилителями, обеспечивающими работуиндикаторных ламп (усилители и индикаторные лампы входят в состав блока 21 индикации),Для повышения точности предлагаемого устройства в него введен сумматор 13, который служит для компенсации постоянной составляющей сигнала, снимаемого с выходной обмотки 14электрической шкалы, Эта составляющая может появиться, например, из-. занаводок от цепей питания входных обмоток, расположенных на роторах б и7. Компенсация постоянной составляющей производится путем подачи навторой вход сумматора через делитель15 напряжения от источника 16 причем компенсирующий сигнал долженбыть равен по величине и противоположен по фазе постоянной составляющей выходного сигнала обмотки 14.На фиг.б дан пример практическогоиспользования предлагаемого устройства для дискретного задания углов.Предлагаемое устройство позволяетразвернуть ротор проверяемого прибора 8 (например, СКВТ фиг. 1),кинематически связанного с задающимвалом 5, на некоторый угол, соответствующий одному из устойчивых полокений задающего вала 5. Информацияо величине заданного угла поступаетна блок 21 индикации, и кроме того,на переключающее устройство 26 и нарегистрирующее устройство 27. Сигна-лы, поступающие на переключающееустройство 26, управляют ключами таким образом, что на выход переключающего устройства 26 с эталонногосинусного делителя 25 напряженияпоступает сигнал, служащий эталономцля сравнения с выходным напряжением проверяемого СКВТ. В каждом устойчивом положении задающего вала 5сигнал, снимаемый с выходной обмоткипроверяемого прибора 8, сравнивается в устройстве 24 сравнения (Фиг.6) с эталонным сигналом, и результат сравнения, являющийся погрешностью СКВТ поступает на регистрирующее устройство 27,Таким образом, предложенное уст"ройство для дискретного задания углов позволяет осуществить дистанционную индикацию задаваемых углов,и, кроме того, вырабатывает сигналыдля автоматизации его работы в составе контрольно-испытательной аппаратуры,Формула изобретения1. Устройство для дискретного задания углов поворота вала, содержащее электрическую шкалу с зубчатыми магнитопроводами ротора и статора, на которых размещены соответственно . входная и выходная обмотки, исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и соединенный через усилитель со входом пере ключателя, источник переменного нап ряжения, соединенный с первым выходом переключателя и со входной обмоткой электрической шкалы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения фун- Щ кциональных возможностей устройства, в него введены синхронные детекторы, выпрямители, индикаторные лампы старших и младших разрядов, делитель напряжения, сумматор и индуктивный датчик угла поворота вала, который установлен на входном валу, вход индуктивного датчика угла поворота вала соединен с источником переменного напряжения, выходы младших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала соединены с первыми входами синхронных детекторов, а выходы старших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала через выпрямители - с индикаторными лампами старших разрядов, вторые входы синхронных детекторов соединены с источником переменного напряжения, а выходы - с индикаторной лампой младшего. разряда, вход делителя напряжения соединен с источником переменного напряжения, а выход - с первым входом сумматора, второй вход .которого соединен с выходной обмоткой электрической шкалы, а выход - со вторым выходом переключателя.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что индуктивный датчик угла поворота вала выполнен в виде статора с зубчатым магнитопроводом и ротора из магнитопровода с двумя зубцами, шаг зубцов ротора и статора равен шагу зубцов зубчатых магнитопроводов ротора и статора электрической шкалы, на каждом зубце статора размещены первые обмотки, выводы которых соединены с выходами младших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, вторые обмотки размещены на группах зубцов статора, в которых число зубцов на один зубец меньше номера соответствующего старшего разряда, вы-. воды вторых обмоток соединены выходами старших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, на роторе расположена входная обмотка, которая соединена со входом индуктив: ного датчика угла поворота вала. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 421021, кл. С 08 С 9/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 525996, кл. С 08 С 25/00,01,04.74,3. Авторское свидетельство СССРР 195224, кл. С 06 С 7/02, 1966Составитель А.СидоренРедактор Т.Киселева ТехредЖ.Кастелевич За комитета СССРи открытий аушская наб., д. 4/ 130 3 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, улПроектнан 2130/74 ВНИИП Тираж 691 Государственно елам изобретени Москва, Ж, Корректор О БПодписное