Устройство для дифференцирования медленно меняющихся напряжений Советский патент 1961 года по МПК G06G7/188 

В автоматике, регулировании различных величин, счетно-решающей технике и в ряде других отраслей необходимо осуществлять непрерывное дифференцирование весьма медленно меняющихся величин напряжения, функционально связанных с тем или иным кoнтpoлиpye ым или регулируемым процессом.

Предлагается электромеханическое устройство, позволяющее осуществлять дифференцирование как больших, так и весьма малых напряжений постоянного и переменного тока, меняющихся во времени практически сколь угодно медлепио.

Известными в этом устройстве являются элементы автоматического регулирования: автоматическая компенсационная цепь с реохордом, соединенным с реверсивным электродвигателем, усилитель и тахогенератор.

Одной из отличительных черт описываемого устройства является способ соединения и взаимодействия этих элементов для осуществления дифференцирования медленно меняющихся напряжений. Дифференцирование напряжения в устройстве производится при помощи тахогенератора, вращаемого двигателем, который вместе с реохордом, компенсирующим дифференцируемое напряжение, и усилителем сигнала недокомпепсации, от которого управляется двигатель, образует замкнутую динамическую цепь обратной связи.

Другая отличительная черта предлагаемого устройства состоит А том, что путем подбора передаточного числа редуктора реохорда, напряжения источника питания реохорда и длины реохорда молию осуществлять дифференцирование практически сколь угодно медленно меняющихся напряжений с требуемой точностью. При таком устро)1стве ожидаемая точность дифференцирования составляет 0,2-0,3% при дифференцировании медленно меняющегося постоянного напряжения и 0,3-0,5% при дифференцировании медленно меняющегося переменногу напряжепия.

№140233- 2 На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема с дифференциальным реохордом; на фиг. 3 - схема с вращаюш,имся трансформатором ЛВТ.

Дифференцируемое напряжение (/„ (фиг. 1) компенсируется напряжением f/3 , снимаемым с реохорда R, которое питается от источника с напряжением LO. В случае дифференцирования медленно меняющегося постоянного напряжения используется источник постоянного тока. В случае дифференцирования напряжения неременного тока несущей частоты /о используется источник той же частоты Q.

i 1едокомпенсация i имеющая очень малую величину (порядка сотых долей процента от , поступает в усилитель Д па выходе которого включен реверсивный двигатель 2, соединенный через редуктор 3 с движком реохорда R. К реверсивному двигателю 2 подключен вал тахогенератора 4.

При появлении разности Л/7, достаточной для трогания двигателя.2, последний начинает вращаться, передвигая реохорд R с такой скоростью и в таком нанравлении, чтобы все время соблюдалось равенство их (П с точностью до V трогания двигателя. Выполнив реохорд линейным, можно получить линейную зависимость напряжения 7о от утла поворота двигателя, т. е. /7 /Сф, (2) , где К-постоянная, зависящая ОТ конструкции реохорда, напряжения f/o и передаточного числа редуктора.,

Напряжение на выходе тахогенератора 0,. пропорционально угds. ловои скорости -, т. е.

V ()

где Л;/- - постоянная, зависящая от конструкции тахогенератора. Из 1, 2 и 3 равенств нетрудно получить окончательно

/у .--л-

.v- А„ .

г,КIIДо - -.

Таким образом, напряжение f./s,u- снимаемое с зажимов тахогенератора, пропорционально производной от напряжения . Погрешность дифференцирования определяется постоянством коэффициентов К.ТГ и .

При использовапип тахогенератора постоянного тока и работе его на холостом ходу основная погрешность /С гг оценивается цифрой 0,07-0,1%. Непостоянство коэффициента определяется двумя фактора,ми; пестабильностыо источника питания реохорда, которое легко обеспечить равным 0,03-0,05% для постоянного тока и 0,2-0,3% для переменного; нелинейностью реохорда (0,1 - 0,2ii). Эти фактор -л определяют точность дифференцирования.

Дополнительное сопротивление ставится в том случае, если напряжение меняется от какого-то значительного начального уровня.

Для возможности дифференцирования постоянных и переменных напряжений, изменяющих соответственно знак или фазу при напряжении переменного тока, можно рекомендовать схему с дифференциальны:,; реохордом.

При дифференцировании напряжений переменного тока реохорд может быть заменен вращающимся трансформатором ЛВТ, величина н фаза напряжения которого изменяются от знака и величины угла поворота ф подвижной части. В этом случае (как и в случае реохорда;

необходимо согласовать фазы дифференцированного напряжения и напряжения, снимаемого с вран ающегося трансформатора (реохорда).

Предмет и з (j б р е т е и и я

Устройство для дпфференцирования медленно меняюп ихся напряжений постоянного и переменного тока, содержащее автоматическую компенсационную цепь с реохордом, соединенным с реверсивным электродвигателем, усилитель и тахогенератор, отличающейся тем, что, с целью повыщения точности дифференцирования, реохорд входной-, компенсационной цепи связан посредством редуктора с больщим передаточным отношением с реверсивным электродвигателем следящей cwстемы, ось которого соединена с ротором тахогенератора, вырабатывающего напряжение, пропорциональное производной от входного .напряжения.