Фазозадающее устройство Советский патент 1985 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для получения двух гармонических электрических сигналов с регулируемым значением угла сдвига фаз между ними и может быть использовано, например, для калибровки низкочастотных фазометров и аппаратуры гармони ческого анализа, в частности для зкспериментапьных исследований нест ционарных характеристик летательных аппаратов путем продувок их моделей в аэродинамических трубах методом в нужденных колебаний. Цель изобретения - расширение фун циональньгх возможностей устройства путем введения узла, позволяющего изменять угол сдвига фаз между двумя выходными сигналами при работе устройства, не останавливая его. На фиг.1 показана конструкция уст ройства ; на фиг.2 и 3 - виды на диск соответственно со стороны балочек и привода; на фиг.4 - электрическая схема устройства. Фазозадающее устройство состоит из механической и электрической частей. Механическая часть (фиг.1 и 3) включает основание 1, привод 2 с валом 3, генератор гармонических функций в виде двух балок (упругих пластин) 4 и 5 с тензоратчиками (тензорезисторами) 6, деформируюпдтй механизм в виде диска, состоящего из внутренней части 7 и внегшей частив На каждой балке 4 и 5 размещено по четыре тензодатчика (6.1-6.4) соответственно попарно с двух сторон. . Одни концы балок 4 и 5 закреплены консольно на первой стойке 9 основания 1 в радиальном направлении диска деформирующего механизма, а другие их концы снабжены соответственно пальцами 10 и П. На одной стороне внутренней части 7 и внешней части 8 диска деформирующего механизма расположены замкнутые пазы 12 и 13с профилями гармонической зависимости в полярных координатах, а с другой стороны обе части диска образуют соответствующие зубчатые колеса 14 и 15 (фиг.З), сопряженные посредством сателлитов 16 (в частности в количестве трех для лучшей центровки), расположенных на водиле 17, имеющем фиксацию своего положения. Элементы конструкции 14-17 образуют фазовраща тель устройства с отсчетным узлом в виде круговой шкалы 18 с делениями О - 360 , расположенной на водиле 17, и нониусного указателя 19, укрепленного на второй стойке 20 основания 1, в которой шарнирнр закреплен вал 3 привода 2, жестко сочлененный с внутренней частью 7 диска деформирующего механизма. Посадка внешней части 8 диска на его внутреннюю часть 7 выполнена подвижной с помощью подшипника . Электрическая часть (фиг.4) образована первым 21 и вторым 22 идентичными четырехштечими мостами с тензодатчиками 6.1-6.4 отдельных балок 4 и 5, включенными в плечи по дифференциальному принципу. Одни диагонали мостов 21 и 22 подключены к источнику 23 постоянного напряжения, а другие их диагонали образуют соответственно первый и второй сигнальные выходы устройства. Фазозадающее устройство работает следующим образом. При вращении вала 3 с угловой скоростью Ц) внутренней части 7 и внешней части 8 диска деформирующего механизма сообщается такое же, но взаимно разносторонное вращение. За счет того, что пальцы 10 и 11 подвижных концов балок 4 и 5 размещены в замкнутых пазах 12 и 13 с профилями гармонических зависимостей в полярньпс координатах, балки 4 и 5 испытывают деформации по гармоническим например, синусоидальный законам. Это приводит к кратным изменениям сопротивлений размещенных на них тензодатчиков, включенных, в плечи мостов 21 и 22. В.виду того, что мосты запитываются постоянным напряжением от источника 23, с их выходных диагоналей снимаются электрические сигналы, пропорциональные и (t) SinUjt U,(t) Sin(u)titf) Установка требуемого угла фазового сдвига Ч между этими электрическими сигналами осуществляется поворотом водила 17, что вызывает угловое смещение внешней части 8 диска деформирующего механизма относительно его внутренней части 7 и тем самым взаимное фазовое рассогласование между гармоническими зависимостями, сообщаемыми замкнутыми пазами 12 и 13 балкам 4 и 5, причем зтот процесс может проводиться в динами3ке. Например, на фиг.2 показано рас положение замкнутых пазов для случая, когда Ч 0°, Таким образом, предлагаемое фазозадающее устройство позволяет получать с высокой точностью два гармонических злектрических сигнала с регулируемым значением угла сдвига фаз между ними в диапазоне О - 360° Это достигается за счет применения специфического деформирующего механизма, задающего механические напря жения тензометрическим механизмам (балкам с тензодатчиками) строго по гармоническим законам, т.е. высокой 14 степенью линейности. Расположение тензометрйческих элементов стационарно в радиальном направлении относительно оси вращения деформирующего механизма обеспечивает прецизионность их установки, а также стабильность функционирования коммутационных токопроводов. В целом устройство отличается надежностью работы, прежде всего за счет использования таких совершенных и вибродинамически устойчивых элементов, как тензодатчики, и компактностью конструкции ввиду рациональной ориентации рабочих элементов вдоль оси вращения привода.

ФАЗОЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание, привод с валом, генератор гармонических функций в виде двух балок с тензодатчиками, один конец каждой из которых закреплен консольно на первой стойке основания, а другой соединен с деформирующим механизмом, тензодатчики балок включены в плечи первого и второго мостов, одни диагонали мостов подключены к источнику постоянного напряжения, а другие ихдиагонали образуют соответственно первый и второй сигнальные выходы устройства. фазовращатель, содержащий два зубчатых колеса, сопряженных посредством сателлитов, расположенных, на водиле, круговую шкалу и нониусньй указатель, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, деформируюпшй механизм выполнен в виде диска, состоящего из внутренней и внешней частей, на одной стороне каждой из которых расположен замкнутый паз с профилем гармонической зависимости в полярных координатах, а с другой стороны они обI разуют соответствующие зубчатые колеса, внутренняя часть диска укреп(Л лена на валу привода, балки расположены в радиальном направлении диска и другие концы снабжены пальцами, которые размещены в замкнутых пазах внутренней и внешней частях диска, при этом круговая шкала фазовращателя расположена на водиле caтeлJШTOB, а нониусный указатель размещен на со со второй стойке основания, в которой шарнирно закреплен вал привода. 4

/7.

Г6

ФигЛ