Устройство для измерения угловых перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительно технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений, например в счетно-решающих устройствах и системах автоматики, Иовесгны датчики угловых перемещени построенные на синусно-косинусных враща ющихся трансформаторах L 1J . Недостаток известных датчиков - нелинейность или ограничешшя .ганей юсть характеристики в пределах полного оборота датгтка. Наибопее близким к предлагаемому является устройство для измерения угловых перемещений, содержащее вращакацийся трансформатор, подключенные к его первому и второму выходам соответственно /лВа демод; 71ятора, вычислительный бло два истотика этало1того напряжения, два ключевых элемента,блок управлениям. Недостаток известного устройства сложность его выгюлнения, обусловленная построением вычислительного блока, вьто няющего функциональные преобразования и требующего наличия делительньвс элемен тов. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, . что в устройстве для измерения угловых перемещений, содержащем вращающийся трансформатор, подключенные к его перво му и второму выходам соответственно два демодулятора, вычислительный блок, два источкика эталонного напряжения, два ключевь х элемента, блок управления, вра щающийся трансформатор выполнен в виде трехфазного сельсина-трансформатора, вычислительный блок - в виде сумматора, блок управления - в виде четырех компараторов, устройство снабжено третьим демодулятором и восьмью ключевыми элеме , третий демодулятор подключен к третьему выходу сешэсина-трансформатора, выходы демодуляторов через соответственно первый, второй, третий ключевые элементы подключены соответственно к первому, BTOpoMjf третьему входам сумматора, выход первого демодулятора связан с лервыми юсодами первого, второго и третьего KONmapaTopoB блока ;упразлекия, выход второго демодулятора связан с вторьэ- входом третьего и первым входом четвертого компараторов блока управления, вьЕсод третьего демодулятора сБпаан с вторыми входами второго и четвертого компараторов блока управления, второ эход первого компаратора блока управления соединен с нганой нулевого пс , первый источник эталонного напряжения через четвертый и пятый ключевые элементы подключен к четвертому и пятому Входам сумматора, второй ис точник эталонного напряжения через щестой и седьмой ключевые элементы подключен к ЕГ. и се.цьмому входам сумматора, выход первого компаратора блока управления соединен с управляющими входами восьмого, девятого и десятого ключевых элементов, выход второго компаратора блока управления через восьмой ключевой эпемент соединен с управляющими входами второго и четвертого ключевых элементов, выход третьего компаратора блока управления через девятый ключевой элеме 1т соединен с управляющими входами третьего и шестого ключевых элементов, выход четвертого компаратора блока управления через десятый ключевой элемент соединен с управляющикта входами первого, пятого и сепьмого ключевых, элементов. На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит сельсин-трансформатор 1, демодуляторы 2-4, своими входами подключенные к соответств)тощим обмоткам сельсина-трансформатора, вычислительный блок 5 в виде сумматора, источники 6 и 7 эталонных напряжений, блок 8 управления, содержащий компараторы 9 - 12, выходы демодулятора 2-4 через соответствующие им ключевые элементы 13-15 подключены к первому, второму и третьему входам сумматора спответсть венно, выход источника 6 эталонного напряжения через ключевые элементы 16 и 17 связан с четвертьп и пятым входами сумматора 5, выход источника 7 эталонного напряжения через ключевые элементы 18 и 19 подключен: к щестому и седьмому входам сумматора, выход кок-шаратора 9 соединен с управляющими входам мй ключевых элементов 20 - 22, компаратор 10 через ключевой элемент 2О соединен с управляющими входами ключевых элементов 14 и 16, выход компаратора 11 через ключевой элемент 21 связан с управляющими входами элементов 15 и 18, выход компаратора 12 через ключевой элемент 22 связан с управляющими входами ключевых элементов 13,17 и 19. Устройство работает следукшим образом.

При повороте вала сельсина-трансформатора на его обмотках появляются сигналы, пропорциональные

„(-Ж) „ ,,„ (,

ы.).

Sir об, Sin

После вьшрямления в демодуляторах 2 - 4 в виде сигналов постоянного тока они подаются через ключевые элементы 1.3 - 15 на входы (сумматора) вычислительного блока 5, в котором складываются с эталонными напряжениями, подаваемыми на остальные входы сумматора через ключевые элементы 16 - 19 следу1Ошим образом

9-12 блока 8 управления. Компаратор 9 срабатывает при положительных ct- и управляет ключевыми элементакш 20 - 22. Колтараторы 10 - 12 срабатывают в момент равенства напряжений, подаваемых на их входы.

5ind sin(cy; + при .., J / iо

;5ihot sin{o(.

при Ы

sin(of..f-)

/я . -ЗГ . при ОС--- и о.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее вращающийся трансформатор, подклю.ченные к его первому и второму выходам соответственно два демодупятора, вычислительный блок, два источника эталонного напряжения, два ключевых элемента, блок управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения jc тройства, вращающийся трансформатор выполнен в виде трехфазного сельсина-трансформатора, вычислительный блок - в виде сумматора, блок управления - в виде четырех компараторов, устройство снабжено третьим демодулятором и восьмью ключевыми элементами, третий демодулятор подключен к третьему выходу сельс№га-трансформатора, выходы демодутшторовчерез соответственно первый, второй, третий ключевые элементы подключены соответственно к первому, второму, третьему входам сумматора, выход первого демодулятора связан с первыми входами первого, второго и третьего компараторов .блока управления, выход второго демодулятора связан с вторым входом третьего и первым входом четвертого компараторов блока управления, выход третьего демодулятора связан с вторыми входами второго и четвёртого компараторов блока управления, второй вход первого компаратора блока управления соединен с щиной нулевого потенциала, первый источник эталонного напряжения через четвертый и пятый ключевые элементы подключен к четвертому и пятому входам cy flviaTopa, второй источник эталонного напряжения через щестой и седьмой ключевые элементы подключен к щестому и седьмому вхо(Л CZ дам сумматора, выход первого компаратора блока управления соединен с управляющими входами восьмого, девятого и десятого ключевых элементов, выход второго компаратора блока управления через восьмой ключевой элемент соединен с управляющими входами второго и четвертого ключевых элементов, выход третьего компа00 ратора блока управления через девятый ел ключевой элемент соединен с управляю4 щими входами третьего и шестого ключе- . вых элементов, выход четвертого компаратора блока управления через десятый клк чевой элемент соединен с управляющими входагли первого, пятого и седьмого ключевых Элементов.

„Ч-..)-: В,(-2 вы(При -jKot :--, что обеспечивает на выходе устройства получение линейной функции во всем диапазоне углов. Подключением истошиков 6 и 7 и дем дуляторов 2,3 и 4 к (сумматору) вычисл тельному блоку 5 управляют компараторы ляются путем сравнения двух напряжений которые при изменении .напряжения питания сельсина-трансформатора иаменяюгсп в одну сторону и на одинаковую величину, они не зависят от колебаний питающего напряжения. Входы компараторов подключены непосредственно к демодутюторам т.е. сигналы выдаваемые компараторами, являются функцией только угла поворота ei., чем исключается возможность появления автоколебаний. Предлагаемое зстройство при простой схеме построения обеспечивает устойчивую работу и линейность во всем диЕшазоне угловt