Устройство для дистанционного измерения угла поворота вала Советский патент 1962 года по МПК G05B11/06 G01B7/30 

Известны устройства для дистанционного измерения угла поворота вала, использующие датчик преобразования измеряемого угла в фазовый сдвиг двух сигналов, содержащие усилители, компенсационный фазовращатель, фазовый детектор для сравнения сигналов и следящий двигатель.

Известные датчики угла, в которых генерируются два сигнала и фазовый сдвиг этих сигналов прямо пропорционален углу измеряемого поворота вала, работают совместно с фазовращателем, который компенсирует фазовый сдвиг сигналов, возникающий в том или ином датчике углов при повороте измеряемого вала. Так как фазовые датчики угла работают как многополюсные, т. е. преобразуют малый угол поворота в сдвиг фазы сигналов на 360°, влияние погрешности компенсационных фазовращателей соответственно уменьшается, но все-таки существенно снижает точность измерений.

Цель изобретения - уменьшить погрешность фазовращателей и повысить точность считывания угла поворота фазового датчика угла. Достигается это применением второго однотипного фазовращателя, подключенного к фазовому детектору, и редуктора для передачи сигнала рассогласования от фазового детектора к фазовращателям через следящий двигатель.

На чертеже показана схема устройства для точного дистанционного измерения угла поворота вала.

Сигналы с датчика 1 углов усиливаются одинаковыми усилителями 2 и подаются на одинаковые компенсационные фазовращатели 3 и

№ 151708- 2 -

4. Сигналы с фазовращателей cpaBHHBaFOTCH на фазовом детекторе 5. Си1 нал, пропорциональный разности фаз, подается на усилитель 6, питающий следящий двигатель 7. Этот двигатель постоянно поворачивает через редуктор 8, 9, JO и 8, 9, 11 фазовращатели 5 и 4 до устранения фазового сдвига сигналов. Передаточное число редуктора 9-10 отличается от передаточного числа редуктора 9-11.

Если расцепить колеса 9 к II редуктора, то компенсация фазового сдвига ф между сигналами V и U „ осуществляется соответствующим поворотом фазовращателя 4. При этом фазовращатель 3 остается неподвижным. Далее фазовращатель 5 включается так, что при вращении в одну сторону с фазовращателем 4 увеличивает или уменьщает сдвиг фазы ф сигналов, возникающий при повороте вала датчика /, и вводит в зацепление колеса 9-// редуктора.

В целях компенсации фазового сдвига поворачивают оба фазовращателя, пока между ними не установится угол поворота Ф, компенсирующий заданный сдвиг фазы сигналов, причем повороту фазовращателя 4 на угол Ф соответствует поворот фазовращателя 3 на угол

где Zjo и Zii - число зубцов колес W и //.

Необходимый для компенсации фазового сдвига взаимный угол поворота фазовращателей равен:

ф ф..,а)

где знак минус соответствует увеличению сдвига фазы ф, а знак минус - уменьщению.

Ф« .(2)

Устройство позволяет устанавливать необходимые для компенсации заданного фазового сдвига различные углы поворота, связанные редуктором компенсационных фазовращателей в зависимости от отнощения:«

Предлагаемая схема позволяет более выгодно использовать фазовращатели при цене оборота в 10 раз меньщей, чем при компенсации одним фазовращателем. Ощибка измерения, обусловленная погрещностями фазовращателя при отсчете угла по щкале 12, будет уменьщена в 10 раз. Дополнительная ощибка, вносимая редуктором 9-10-//, сама по себе малая по сравнению с ощибками фазовращателя, также уменьщается в 10 раз.

Для системы с больщим масщтабом преобразования угла в датчике / можно выгодно использовать фазовращатели по уменьщению сдвига фа|зы ф.

Предмет изобретения

Устройство для дистанционного измерения угла поворота вала, использующее датчик преобразования измеряемого угла в сдвиг фазы двух сигналов, содержащее усилители, компенсационный фазовраща ф

Z к 11

11 -г

-F Zm

тель, фазовый детектор для сравнения сигналов и следящий двигатель, отличающееся тем, что, с целью уменьщения погрещности, накладываемой фазовращателем на точность считывания угла поворота фазового датчика, применен второй однотипный -фазовращатель, подключеиный к фазовому детектору, и редуктор для передачи сигнала рассогласования от фазового детектора к фазовращателям через следящий двигатель.

:J