УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА С ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИЕЙ Советский патент 1964 года по МПК G01B7/30 

Известные устройства для измерения угла поворота вала с фазовой синхронизацией содержат два индукционных датчика, снаблсенных вращающимися с одинаковой скоростью зубчатыми венцами, один из которых совместно с неподвижным зубчатым венцом генерирует опорное напряжение, подаваемое на статор фазовращателя, а другой совместно с зубчатым венцом, укрепленным на измеряемом валу, генерирует напряжение, сравниваемое в фазовом детекторе с выходным напряжением фазовращателя.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено двумя кодовыми дисками, один из которых является датчиком грубого отсчета и .укреплен на измеряемом валу, а другой является датчиком точного отсчета и укреплен на одном валу с ротором фазовращателя и вращающимися зубчатыми венцами. Считывание угла по всем разрядам кодовых дисков грубого и точного отсчета производится по командным сигналам с фазового детектора в моменты точного со-, гласования положений дисков точного и грубого отсчета.

Это позволяет осуществлять точный съем информации об угле поворота вала по методу двух отсчетов без промежуточной следящей системы, что значительно упрощает устройство и повышает его надежность.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство содержит кодовый диск / со считывающей системой 2-3 в качестве датчика грубого отсчета, зубчатые венцы4, 5, и7 (выполнены из магнитопроводного материала, каждый имеет по z зубцов); катущки S и 9 магнитных систем индукционных датчиков, модулирующий двигатель 10, фазовращатель

/Л детектор 12, формирователь импульсов 13. вентиль М и кодовый диск 15 со считывающей системой 16-17 в качестве датчика точного отсчета. Кодовый диск / грубого отсчета и зубчатый венец 4 укреплены на измеряемом валу 18; зубчатый венеЦ 7 укреплен неподвижно на корпусе прибора, а зубчатые венцы 5 и 6 укреплены на валу модулирующего двигателя 10, на котором также укреплены ротор фазовращателя 11 и кодовый диск 15 точного отсчета.

При включении питания на статор модулирующего двигателя 10 начинают вращаться зубчатые венцы 5 и (J и ротор фазовращателя //. При этом в катушках 8 и 9 магнитных систем возбуждаются переменные напрялсения с частотой l nz, где п-скорость вращения ротора модулирующего двигателя, об/сек. Напряжение, возбуждаемое в катушке 9, является опорным (t/on) и им питаются статорные

с ротора фазовращателя 11 и U с катушки 8 подается на фазовый детектор 12. Фаза сигналов (/оп непрерывно изменяется от О до 2 я со скоростью п циклов в секунду. Поэтому выходные сигналы с детектора непрерывно изменяются по величине и знаку также со скоростью п циклов в секунду.

В формирователе импульсов 13 в моменты перехода напряжения с детектора f/д через нулевое положение формируются остроконечные импульсы LK, которые управляют вентилем 14, пропускающим сигналы питания на ту или иную систему считывания 16-17 с кодового диска 15.

Если измеряемый вал 18 неподвижен, то со всех считывающих систем 2-3 грубого отсчета и 16-17 точного отсчета поступает одна и та же комбинация сигналов п раз в секунду, так как считывающие системы включаются при одном и том же положении кодовых дисков 1 и 15. При повороте вала 18 на угол ф в пределах шага зубцов зубчатого венца 4 фаза сигналов Uf. сдвигается относительно f/o,, в пределах от О до 2п. Теперь уже управляющие остроконечные импульсы U включают ту или иную считывающую систему 16-17 при другом положении вращающегося диска 15,. так как момент формирования этих импульсов изза сдвига фаз сигналов U относительно t/on изменился пропорционально углу ф поворота измеряемого вала 18.

Таким образом, повороту кодового диска / на 1/Z оборота соответствует целый оборот (с точки зрения считывающей системы) кодового диска 15. Поэтому диск 15 со считывающей системой 16-17 назван датчиком точного отсчета, а диск / со считывающей системой 2-3 - датчиком грубого отсчета, а в целом получается двухотсчетный датчик с преобразованием угла поворота в (i + k)-разрядное двоичное число.

Описываемое устройство найдет применение в точных измерительных системах.

Предмет изобретения

Устройство для измерения угла поворота вала с фазовой синхронизацией, содержащее два индукционных датчика, снабженных вращающимися с одинаковой скоростью зубчатыми венцами, один из которых совместно с неподвижным зубчатым венцом служит для генерирования опорного напряжения, подаваемого на статор фазовращателя, а другой, совместно с зубчатым венцом, укрепленным на измеряемом валу, служит для генерирования напряжения, сравниваемого в фазовом детекторе с выходным напряжением фазовращателя, отличающееся тем, что, с целью увелмчения точности съема информации и упрощения устройства, оно снабжено двумя кодовыми дисками, один из которых является датчиком грубого отсчета и укреплен на измеряемом валу, а другой является датчиком точного

отсчета и укреплен на одном валу с ротором фазовращателя и вращающимися зубчатыми венцами, а считывание угла по всем разрядам кодовых дисков грубого и точного отсчета производится по командным сигналам с фазового

детектора в моменты точного согласования положений дисков точного и грубого отсчета.

18

f 5 8

Ur

пит