Преобразователь угловой скорости Советский патент 1986 года по МПК G01P3/46 

i1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для безынерционного измерения угловой скорости машин и механизмов, например, в быстродействующих прецизионных электроприводах постоянного и переменного тока. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения за счет устранения погрешностей интегратора и запоминающего устройства, обусловленных наличием времени записи и установки начальных условий.. На фиг,1 приведена схема преобразователя, общий вид; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит тахогене ратор 1 переменного тока, соединенны выходом с выпрямителем 2, сумматор 3 датчик 4 углового положения, соединеный выходом с распределителем 5 импульсов, три аналоговых ключа 6, 7, 8, три интегратора 9, 10, 11 и последовательно соединенные коммутатор .12 и перемножитель 13. Выход выпрямителя 2 соединен с первым входом сумматора 3, через последовательно соединенные первы аналоговый ключ 6 и первый интегратор 9 - с первым вхо дом коммутатора 12, второй аналоговы ключ 7 и второй интегратор 10 - с в :рым вхбдом коммутатора 12 и третий аналоговьм ключ 8 и третий интеграт 11 - с третьим входом коммутатора 12. Первый выход распределителя 5 импульсов соединен с управляющими входами первого аналогового ключа 6 второго интегратора 10 и третьим управляющим входом коммутатора 12,второй выход соединен с управляющими входами второго аналогового ключа 7 третьего интегратора 11 и первым управляющим входом коммутатора 12, третий выход соединен с управляющими входами третьего аналогового ключа 8, первого интегратора 9 и вторым управляющим входом коммутатора 12. Выход коммутатора 12 подключен к второму входу перемнозкителя 13, выход которого подключен к второму вх ду сумматора 3. Выход сумматора 3 подключен к первому входу перем ножителя 13 и является выходом устройства. Сумматор. 3 служит для суммир.ова,ния сигнала U с выхода выпрямителя 2 с-корректирующим сигналом с выхо0 перемножителя 13 коэффициент передачи перемножителя 13; и - напряжение на выходе сумматора 3; U - напряжение навыходе коммутатора 12. Перемножитель 13 позволяет получить корректирующий сигнал путем перемножения сигналов с выхода сумматора 3 и коммутатора 12. Коммутатора 12 в зависимости от уп- равляющих сигналов f, f, f с выхода распределителя импульсов 5 подключает выход одного из интеграторов 9, 10, 11 к второму входу перемножителя 13, Интегратора 9, 10 , 11 с постоянной времени интегрирования Т предназначены для получения сигнала, пропорционального коэффициенту К (oi), учитьшающему изменение чувствительности тахогенератора от по-, ложения ротора, путем сравнения преобразованного сигнала с выхода выпрямителя 2 с сигналом датчика углового положения 4, а также для хранения вычисленного значения коэффициента. Аналоговые ключи 6, 7, 8 подключают выход выпрямителя 2 к одному из входов интеграторов 9, 10, 11 в зависимости от управляющих сигналов с выхода распределителя 5 импульсов, которьй осуществляет распределение импульсовfо с выхода датчика 4 углового положения по трем управляющим каналам f, , f, f, причем длительность выходных импульсов равна периоду сигнала с датчика, а период их следования равен трем периодам сигнала с датчика. Распределитель 5 импульсов может быть выполнен в виде последовательно соединенных счетчика импульсов и дешифратора и обеспечивает формирование переднего фронта импульса в последующем канале в момент окончания импульса предыдущего канала. Датчик 4 углового положения может быть выполнен в виде фотоэлектрического датчика, представляющего собой диск с равномерно нанесенными по окружности метками, фотодатчик и фотоприемник, Преобразователь работает следующим образом. Сигнал.переменного тока с тахогенератора 1 через выпрямитель 2 поступает на вход сумматора 3, где суммируется с компенсирующим сигналом, формирующимся на выходе перемножителя 13. .При полной компенсации фазных, 3 и оборотных пульсаций на выходе сум матора 3 появляется сигнал, пропорциональный угловой скорости и не со держащий указанных пульсаций, прису щих исходному сигналу на выходе выпрямителя 2, Импульсы f с датчика 4 углового положения поступают на распределитель 5 импульсов, который вырабатывает три последовательности импульсов f, , f„, fа, управляющие работой аналоговых ключей 6, 7, 8, интеграт ров 9, 10, 11 и коммутатора 12, На временном интервале (tg, t, ) импуль fj открывает первьй аналоговый ключ 6, и сигнал с выхода выпрямителя 2 поступает на первый интегратор 9, осуществляющий интегрирование сигнала от начального значения Ug,. В то же время сигнал f, поступает на установочный вход интегратора 10, осуществляя установку начальных ydловий Ug. В течение времени (tg, t,) на входах третьего интегратора 11 отсутствуют сигналы и сохра- няется значение информации, полученной на предьщущем временном интервале, которая через коммутатор 12, открытый сигналом f,. , поступает на перемножитель 13, Аналогично описанному на временном интервале (t ,t) по импульсам fj на выходе первого ин тегратора 9 сохраняется значение сигнала, полученного к моменту t,,Ha втором интеграторе 1C) производится интегрирование сигнала с вьтрямителя 2, поступавощего через второй аналоговый ключ 7 а на третьем интегра торе 11 - установка начальных условий UQ. При этом на вход перемножителя 13 через коммутатор 12 поступает сиг нал с выхода первого интегратора 9, На временном интервале (t |Импульсу f производится установка начальных условий U на выходе перво .го интегратора 9, хранение информаци на втором интеграторе 10, передача информации через коммутатор 12 на вход перемножителя 13 и интегрирование сигнала с выхода выпрямителя 2, поступающего через третий аналоговый ключ 8 на вход третьего интегратора 11. Работа преобразователя на интервале (t , Ц ), аналогична работе на интервале (t, t) и т.д, Сигнал на выходе сумматора 3 опре деляется суммой 10 ,-,-s При этом на второй вход перемножителя 13 через коммутатор 12 поступает напряжение с выхода интегратора, ёыполняющего функцию хранения инфор- мации. Так как сигнал с вьгхода интегратора поступает на перемножитель в момент прихода импульса с распределителя 5 импульсов и в этот момент в интеграторе хранится установившееся значение сигнала, то погрешность получения сигнала U, определяемая временем записи информации и установки начальных условий, отсутствует Uc-fl где UQ - начальное напряжение на выходе интеграторов 9, 10,11; ; t,., ,tj - моменты прихода импульсов с датчика углового положения 4. Учитывая зависимость чувствительности тахогенератора от положения ротора, можно записать и, К М . K-w(t) где К - коэффициент преобразования скорость-напряжения. Экспериментальные данные показывают, что К (аС) в пределах угла Д oif s О определяемого моментами времениt и t|, остается практически постоянным. Угол Д oi определяется из выражения j I Kco(t)dt, .(4) где KQ - коэффициент преобразования угол-напряжение. Для обеспечения нормального функционирования устройства начальные условия на выходе интеграторов задаются равными коэффициенту передачи перемножителя и значелию на выходе интегратора в момент прихода импульса с датчика углового положения при Идеальном сигнале скорости тахогенератора, равному К- СО (t) . и к„лы.. Uo - 1 K(x)-K-o(t)dt

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измерения. Устройстззо содержит тахогенератор 1 переменного тока, выпрямитель 2 сумматор 3, датчик 4 угловых по.пожений, ключи 6, 7 и 8, индикаторы 9, 10 и 11, коммутатор 12 и перемнолситель 13. Введение новьк элементов и образование новых связей методу элементами устройства позволяет устранить погрешности индикатора и запоминающего устройства, обусловленные наличием времени записи и установки .начальных условий. о S .2 ил,