Устройство для измерения погрешности синусно-косинусного поворотного трансформатора Советский патент 1983 года по МПК G08C25/00 

Ийобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения погрешности преобразования в системах автоматики и в счетно-решающих устройствах, содержащих синусно-косинусные поворот.ные тр ан сформаторы. . По основному авт. св. № 736152 известно устройство для измерения погрешности синусно-косинусного поворотного трансформатора (СКПТ), содержащее два делителя напряжения, многопояюсный переключатель и ,индика тор нуля, первый вход первого.делите ля напряжения подключен к переклвэчателю и .снабжен выводом для подключе;ния одного конца синусной обмотки поворотного трансформатора, второй вход снабжен «-выводом для подключения второго конца синусной обмотки, другой делитель напряжения подключен обоими входами к переключателю и . снабжен выводам для подключения косинусной обмотки поворотного трансформатора, второй вход первого делителя напряжения, выходы обоих дели- , телей напряжения и индикатор нуля подключены к многополюсному - переключателю l . , Недостатками известного устройства являются низкая точность и трудоемкость измерений вследствие наличия в выходном сигнале квадратурной составляющей остаточного напряжения, имеющего место при любых, теоретичес ки равных нулю, комбинациях напряже::ний, снимаемых с делителей напряже ния, подключенных к выводам синус- ной и косинусной обмоток СКПТ. Цель изобретения - повышение точности измерения погрешности СКПТ путем устранения квадратурной состав ляющей остаточного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения погрешности синусно-косинусного поворотного трансформатора введены . первый и второй фазочувствительные. демодуляторы, эыходы которых соединены с входами соответствующих делителей напряжения, входы - с соответствующими входами устройства, а управляющие, входы - с источником пи тания СКПТ. На чертеже приведена функционалы ная схема устройства для измерения погрешности СКПТ. Устройство содержит первый прецизионный фазочувствительный демодулятор 1, второй прецизионный фазочувствительный демодулятор 2, первый делитель 3 напряжения, состоящий из резисторов 4 и 5, второй делитель 6 напряжения, состоящий из резисторов 7 и 8, многопоэиционный галетный переключатель 9 из двух частей 10 и 11, индикатор 12 нуля. Выводы синусной обмотки 13 под ключены к входам 14 и 15 демодулятора 1. Вход 16 делителя 3 напряжения подключен к выходу 17 демодуля тора 1 и к клемме 18 части 10 переключателя 9. Вход 19 делителя 3 напряжения подключен к выходу 20 демодулятора 1, к клемме 21 части 11 переключателя 9 и к клемме 22 части 10 переключателя 9. Выводы косинусной обмотки 23 подключены к входам 24 и 25 демодулятора 2. Вход 26 делителя 6 напряжения подключен к выходу 27 демодулятора 2, к клемме 28 части 11 переключателя 9 и к .клемме 29 части 10 переключателя 9. Вход 30 делителя 6 напряжения подключен к.выходу 31 демодулятора 2, к клемме 32 части 11 переключателя .9 и к клемме 33 части 10 переключателя 9. Выходы 34 и 35 (средние точки) делителей 3 и 6 подключены к клеммам 36 и 37 и клеммам 38 и 39 части 10 переключателя 9 соответственно. К клеммам 40 и 41 части 1.0 переключателя 9 подклю.чен индикатор 12 нуля. Входы 42 и 43 управления демодулятора 1 и входы 44 и 45 управления демодулятора 2 подключены к источнику 46 питания СКПТ. В предлагаемом устройства полную погрешность преобразования СКПТ измеряют как отклонение угла поворота ротора .(соответствующего моменту компенсации напряжений, снимаемых с делителей напряжения, подключенных к . выводам синусной и косинусной обмоток через прецизионные фазочувствительные пиковые демодуляторы) от расчетного угла, определяемого соотношением плеч делителей. Условием компенсации напряжений, снимаемых с плеч делителей, является уравнение V3 nPotcosPoi,0-, где и величины сопротивлений резисторов 4 и 5 делителя 3; КуиКд- величины сопротивлений резисторов 7 и 8 делителя 6; - угол поворота ротора Р - число пар полюсов. При отсутствиии прецизионных фазоиувствительных Пиковых демодуляторов в момент компенсации напряже .J.ний, которые снимаются с синусной и косинусной обмоток СКПТ и подаются на делители напряжений, имеет место некоторое напряжение на индикаторе нуля. Это напряжение является квадратурной составляющей оста- , точного напряжения и представляет собой напряжение основной несущей частоты, сдвинутое по фазе отнорительно полезного сигнала на 90 и возникающее вследствие неоднородноети магнитной системы СКПТ. Оно имеет место при любых теоретически равных нулю комбинациях выходных напряжений, снимаемых с делителей, и не компенсируется низким доворотом . Наличие этой квадратурной сост.авляющей остаточного напряжения при измерении погрешности высокоточных многополюсных СКПТ (погрешность их сбставляе-т ±3-5 угл. с) , имеющих низкий уровень выходного сигнала и малое отношение сигнал/помеха, приво дит к значительной ошибке измерения (1,5-2 угл. с). Включение в схему прецизионных фазочувствительных пиковых демодуляторов позволяет преобразовывать выходные напряжения синусной и косинус ной обмоток и снять с выходов первого и второго демодуляторов постоян. ные напряжения, которые не содержат квадратурной составляющей остаточного напряжения и являются в несколько раз больше по величине (относительно напряжений, снимаемых с обмоток) , вследствие коэффициентов передачи по напряжению демодуляторов больше единицы. Тогда моменту компенсации напр жений, снимаемых с делителей напряжения, соответствует нулевое показание индикатора нуля. Это позволяет исключить-ошибку измерения, вызванную наличием остаточного напряжения, облегчает работу оператора. Устройство работает следующим образом. Развернув ротор испытуемого СКПТ (установленного на угломерном устрой ствеУ на расчетный угол ot , набирают сопротивления плеч делителей 3 и 6 напряжения. Переключатель 9 устанавливают в одно из положений (l,lT,in,iV) в зависимости от угла поворота ротора. Установка переключателя 9 в поло жение 1 соответствует случаю, при ко тором tge Р О, а оценка величины погрешности СКПТ осуществляется по обмотке 13 (измерение асимметрии нулевых точек обмотки 13), Установка переключателя 9 в положе ние U соответствует случаю, при кото ром tgetPt О, а оценка величины погреш ности СКПТ ведется по обмотке 23 (измерение асимметрии нулевых то- , чек обмотки 23), Установка переключателя 9 в поло.жение 111 соответствует случаю, когда ig Р .0, а в положение IV , когда tg«PyO. Оценка величины погрешности :СКПТ в этих случаях осуществляется по обеим обмоткам путем измерения Iпогрешности отображения функциональ-. ной зависимости и неравенства коэф.фициентов трансформации по компенса ционной схеме. При любом из четырех положений переключателя 9 по цепи, содержащей делители 3 и Б напряжений и индика:Тор 12 нуля, протекает постоянный ток, не имеющий (в соответствии с принципом работы фазочувствительных пиковых демодуляторов) составляющей, обусловленной кващратурным остаточным напряжением. После установки переключателя 9 в положение, соответствующее углу поворота ротора, доворотом ротора СКПТ добиваются нулевого показания индикатора нуля. Отклонение фактического угла пог ворота ротора от расчетного характеризует полную погрешность преобразования СКПТ. Таким образом, повышение точности измерения погрешностей СКПТ с помощью предлагаемого устройства по сравнению с известным достигается включением на выходы синусной и крсинусной обмоток СКПТ прецизионных фазочувствительных демодуляторов, позволяющих устранить квадратурную составляющую остаточного напряжения, приводящую к ошибке измерения погрешности СКПТ (1,5-2 угл, с) в момент компенсации напряжений, снимаемых с делителей напряжения. В соответствии с принципом работы фазочувствительные демодуляторы 1 и 2 преобразуют переменные напряжения, снимаемые с синусной и косинусной обмоток СКПТ, в постоянные напряжения, которые не содержат квадратурной составляющей остаточного напряжения и являются в несколько раз большими по величине относительно напряжений, снимаемых с обмоток, вследствие того, что коэффициенты передачи по напряжению обоих демодуляторов больше единицы. Это увеличивает точность измеЕвния погрешности поворотного трансформатора в иесколько ра, снижает трудоемкость измерений и облегчает работу oneратора. Высокая точность измерения и простая схема устройства позволяют приенять устройство как при исследовательских работах, так и в промышленном производстве. В частности освоено серийное роизводство Датчиков синхронной (ДСПУ), представередачи угла яющих собой прецизионные многополювые поворотные трансфо1 1аторы, обесечивающие точность передачи угла, ак в дистанционной передаче угла, ак и режиме прямого кодирования (3-5 угл. с). Для достоверной атестации таких датчиков с целью опрееления ;йх класса точности неободимы схемы контроля, обеспечиваюие высокую точность измерения порешности.

51056253«

Предлагаемое устройство позволяет Как показывают расчеты и предва.с большой точностью осуществлятьрительные результаты испытаний, точйзмерение полной пог решности СКПТ сность изгаерения погрешности СКПТ

целью его аттестации и анализа по-увеличивается в 1,5-2 раза по сравнехрешности для выявления ее источников.нию с известным устройством.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРШШОСТИ СИНУСНО-КОСИНУСНОГО ПОВОРОТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПО. авт. св. ft 736152, 07 ли ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повьвиения точности измерения, в него введены первый и второй фаэочувствительные демодуляторы, -выходы которых соединены с входами соответствующих делителей 1апряжения, входы- : соответствующими входами устройства, а управлякикие входы - с источником I питания синусно-косинусного поворотГного трансформатора.