Датчик угловой скорости Советский патент 1983 года по МПК G01P3/48 H02P5/34 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использоьано для формирований с высокой точностью сигнала обратной связи по скорости в нереверсивных электроприводах бумагоделательной, цементной, горнообогатительной и металлургической отраслей промышленности.

Известен датчик угловой скорости, содержащий синусно-косинусный враща шийся трансформатор, обмотки крторого через амплитудные демодуляторы соединены с множительными устройствами, выходы которьк подключены к элементу сранения, а входы - к соответствующим нелинейным элементам соотеетственно с си нусоидальной и косинусоидальной характеристиками, при этом выход элемента сравнения подключен к входу линейного фильтра, который через интегратор соединен с входами нелинейных элементов{ 1

Недостатком указанного Датчика угловой скорости является невысокая точность . измерения скорости {особенно динамическая точность) из-за наличия в нем двух множительных устройств, кото1рые вносят существенную погрешность.при широком дивпазоне изменения входных сигналов; двух нелинейных построителей, идентичности которых до&ться затруднительно, и фильтра на выходе устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является реверсивный датчик угловой скорости, содержащий два блока дифференцирования, Еосод каждого из которых подключен к одному из выходов синусно-косинусного датчика углового положения, Еыхоц первого блока дифференцирования через первый блок умножения подключен к одному входу сумматора,

выход второго блока дифференцирования через второй блок умножения - к другому входу сумматора, входы первого и второхч) блоков дифференцирования к вторым входам второго и первого блоков умножения соответственно, при этом Выход сумматора является выходом реверсивного датчика угловой-скорости 21.

Известный датчик угловой скорости обеспечивает получение реверсивного

сигнала скорости, однако имеет невысокую точность, обусловленную неиденти ностью характеристик блоков умножения в широком диапазоне изменений входных сигналов. При решении ряда практических задач определяющим требованием к двтчику угловой скорости является высокая точность формирования сигнала на въгходе.

Цель изобретения - повьпнение точности датчика угловой скорости.

.Указанная цель достигается тем, что в датчик угловой скорости, содержащий два блока дифференцирования, вкод каждого из которых подключен к одному из выходов синусно-косинусного датчика углового положения, а выходы связаны с входами первого сумматора, введены блок деления, второй сумматор и четыре блока выделения модулей, первый и второй из которых подключены входами по одному к выходам соответствукицих блоков дифференцирования, а выходами - к входам первого сумматора, третий и четвертый подключены входами по одному к входам соответствующих блоков дифференцирования, а выходами - к входам втрого сумматора, при этом выход первого сумматора подключен к входу делимого блока деления, выход второго сумматора к ВХОДУ делителя блока деления, выход которого является выходом датчика угловой скорости.

На чертеже представлена структурная схема датчика угловой скорости. Датчик угловой скорости содержит блоки 1 и 2 дифференцирования, ; блоки 3-6 выделения модулей, сумматоры 7 и 8 и блок 9 деления с входом 10 делимого и входом 11 делителя. Входы блоков 1 и 2 дифференцирования подключены к соответствующим выходам синусно-косинусного датчика углового положения. Выход блока 1 дифференцирования через блок 3 вьщеления модуля подключен к одномУ из входов сумматора 7, а выход блока 2 дифференцирования через блок 4 вьщеления модуля подключёнк другому из входов сумматора 7. Вход блока 1 дифференцирования через блок 5 выделения модуля подключен к одному из входов сумматора 8, а од блока 2 дифференцирования через блок 6 выделения модуля подключен к другому из входов сумматора 8.

,

Выход сумматора 7 подключен к RCOду 10 делимого блока 9 деления, а выход сумматора 8 - к входу 11 делителя блока 9 деления, выход которого является выходом датчика угловой скорости.

Датчик угловой скорости работает следующим образом.

С выходов датчика углового положёнияуна входы блоков 1 и 2 дифференцирования псх тупарт сигналы sihot И COSct соответственно. После дифферениировакия указанных снгналов с помощью блоков 1 и 2, вьвделення модулей с помощью бяоков 3 и 4 и суммирования с помощью сумматора 7 на выходе последнего тши на 1О делимого блока 9 деления получают , :Vlit ° hl 4 U) Сигналы51Ис6,сб5о6 после выделения модулей с помощью блоков 5 и 6 и суммйрования с помощью сумматора 8 формируют сигнал на входе 11 делителя блока 9 деления U,x|C05 JLK|5iM.|(2) В результате деления (1) на (2) с помша ю блока 9 деления на выходе его получают сигнал, соответствующий модулю сигнала скорости . ГМ Для использования в целях обратных связей по скорости реверсивных электро приводов датчик угловой скорости должен быть дсшолнен устройством определения знака скорости. (3) Так как предлагаемый датчик скорости содержит один множительный блок, а не два {как известный)то уменьщается величина погрешности измерения, вносимая этими блоками, а наличие блоков выделения модулей сигналов позволяет существенно сузить диапазон изменения сигналов на осодах (от О,.7 до 1) по сравнению с известными ивтчиком, где множители работают при изменении сомножителей в диапазоне от -1 до +1,что также способствуегг уменьшению погрешности измерения.При этом не требуете установив дополнительного фильтра на выходе датчика, так как пульсаюга, обусловленнью неидентичностью характеристик блоков в известном датчике, здесь отсутствуют и деггчик угловой скорости становится пракгичеоки безьшерционным, что позволяет повысить статические и динамические показатели автоматизированного электропривода, замкнутого по скорости. Таким офазом, предлагаемый датчик угловой скорости имеет меньнше погрешности, что обусловлено применением только одного множительно-делительного бпо- ка и Coкpaщeниe : диапазона изменений I сигналов на его входах.

ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ, содержащий два блока дифференцирования, вход каждого из которых подключен к одному из выходов синуснокосинусного датчика углового положения. 8СБСОШЗЯДЯ J5 ЙАТЕЙШ- . ттскАя «яБлнугшд а выходы связань с входами первого сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности в него введены блок деления, вггорой сумматор и четыре блока ыеделенвя модулей, первый и второй из которых подключень входами по одному к выходам соответствующих блоков дифферендирования, а выходами - к входам первого сумматора, третий и четвертгый подключены входами по одному к вкодам соответствук -щих блоков дифференхгарованпя, а выходами - к входам второго суммаггоре, при этом выход первого суммеггора подключен к входу делимого блока, деления, выход второго сумматора - к входу делиге ш , g блока деления, выход которого являет- (Л ся выходом датчика угловой скорости.