Способ преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01B7/30 

та, t - время, К выходам блоков 2 и 3 формирования сигналов возбуждения подключен своими соответствующими входными обмотками СКВТ 4, который выполняет функцию датчика угловых перемещений вращающегося объекта СКВТ и имеет также выходные обмотки, размещенные, например, на его подвижной части, Обмотки в каждой из пар входных и выходных обмоток СКВТ размещены в пространстве со смеще- нием одна.относительно другой на 90°. К одной из входных и какой-либо из выходных обмоток СКВТ присоединен фазометр 5, который измеряет изменение фазы выходного сигнала СКВТ относительно фазы его вход- ного сигнала, что является мерой контролируемого углового перемещения а.

К обеим выходным обмоткам СКВТ присоединен своими входами фазочувствитель- ный выпрямитель (ФЧВ) 6, который служит для определения отклонения от квадратуры выходных сигналов СКВТ. К выходу ФЧВ 6 присоединен интегратор, который обеспечивает сохранение сигнала, накопленного в нем за определенный промежуток времени, задаваемый его параметрами. Выход интегратора 7 присоединен к одному из входов сумматора 8, на второй вход которого подается опорное напряжение U0n. а выход которого подключен к входу второго блока 3 формирования квадратурного сигнала возбуждения. Вход первого блока 2 формирования сигнала возбуждения подключен к выходу источника 1 опорного напряжения непосредственно.

Способ преобразования перемещений в фазу выходного сигнала осуществляют с помощью данного устройства следующим образом.

При подключении источника 1 опорного напряжения формируют с помощью блоков 2 и 3 два квадратурных гармонических сигнала возбуждения, которые в общем виде могут быть представлены так:

Vonrslnwt, V0n2Cosft t.

Эти сигналы поступают на выходные обмотки СКВТ 4. в котором осуществляется модуляция квадратурных сигналов возбуждения как в функции синуса, так и в функции косинуса от углового перемещения а ротора СКВТ, связываемого в процессе измерения с контролируемым объектом, а также их алгебраическое суммирование.

Промодулированные в квадратуре сигналы возбуждения могут быть представле- ны в следующем виде:

V0ni sin а (a)

V0n2 cos а sinwt;(b)

Von2 sin а cos ft) t;(c)

Von2 cos а coson ;(d)

При попарном алгебраическом суммировании находящихся в квадратуре промо- дулированных сигналов а и d, а также b и с получают на выходах СКВТ следующие суммарные сигналы:

V oni sin а sin СУ t + V оп2 cos a x Xcoson (Vm +Ai )cos (o)i -a -Ј1); V om sin a cos ft) t - V on2 cos a x Xsinwt(Vm+A2)sin(un-a+|2), где Ai и Л2 - амплитудная погрешность, обусловленная неравенством амплитуд суммируемых модулированных сигналов возбуждения;

Јi и |а - фазовая погрешность, обусловленная отклонениями от квадратурности суммируемых модулированных сигналов возбуждения;

Dm - амплитуда суммарного сигнала.

По фазе одного из суммарных сигналов, сравниваемого с фазой одного из сигналов возбуждения СКВТ, определяют величину углового перемещения а, отсчитываемого в виде пропорционально изменяющегося фазового угла по шкале фазометра 5.

Уменьшение погрешности измерения, обусловленной неравенством амплитуд и отклонением от квадратурности сигналов возбуждения СКВТ, обеспечивается с помощью контура обратной связи, содержащего ФЧВ 6, интегратор 7 и сумматор 8 и предназначенного для поддержания постоянства разности фаз обоих суммарных сигналов на выходных обмотках СКВТ, что осуществляется путем соответствующего регулирования амплитуды одного из квадратурных сигналов возбуждения. С помощью ФЧВ 6 измеряют текушее значение разности 5j фаз между обоими суммарными сигналами,равное

5i (а+ & )-(«-&), ,2,3....

Запоминают его в течение заданного промежутка времени и сравнивают с последующим запомненным значением текущей разности 5|+1 фаз за такой же промежуток времени. В случае различия между ними, когда 5i происходит изменение в соответствующую сторону (уменьшения или увеличения) амплитуды сигнала возбуждения, формируемого в блоке 3, путем алгебраического суммирования сигнала на выходе интегратора 7 и опорного напряжения Uon, поступающих на входы сумматора 8 и далее на вход блока 3. В частном случае текущая разность фаз предыдущего и последующего запомненных суммарных сигналов может поддерживаться на нулевом уровне, что имеет место в том случае когда сигналы

возбуждения СКВТ точно взаимно перпендикулярны.

При выполнении указанного условия величина фазовой погрешности постоянна, вследствие чего преобразование угловых перемещений в фазу выходного сигнала осуществляется с более высокой точностью.

Формула изобретения 1. Способ преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала, заключающийся в том, что формируют два квадратурных гармонических сигнала возбуждения, каждый из которых модулируют в функции как синуса, так и косинуса контролируемого перемещения, алгебраически суммируют промодулированные сигналы попарно и измеряют фазу одного из суммарных сигналов, по которой определяют величину перемещения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет регулирования амплитуды одного из сигналов возбуждения, измеряют текущую разность фзз между обоими суммарными сигналами, запоминают полученное значение, сравнивают его с последующим текущим значением разности фаз между этими же сигналами и изменяют амплитуду одного из сигналов возбуждения в направлении

обеспечения постоянства разности фаз между каждым предыдущим и последующим значениями суммарных сигналов. 2. Устройство для преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала, содержащее опорный источник напряжения постоянного тока, два блока формирования квадратурных сигналов возбуждения переменного тока, вход одного из

которых подключен к выходу опорного источника, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ). входные обмотки которого соединены с выходами соответствующих блоков формирования сигналов

возбуждения, присоединенный к одной из входных и какой-либо из выходных обмоток СКВТ фазометр и фаэочувствительный выпрямитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено

интегратором и сумматором, один из входов сумматора соединен с выходом интегратора, s другой его вход подключен к опорному источнику, выход сумматора соединен с входом второго блока формирования квадратурного сигнала возбуждения, а вход интегратора подключен к выходу фазочувст- вительного выпрямителя, входы которого присоединены к соответствующим выходным обмоткам СКВТ.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности способа преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала и устройства для его осуществления. Способ заключается в том, что формируют из опорного напряжения постоянного тока два Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений или угла поворота вращающихся объектов. Целью изобретения является повышение точности измерения угловых перемещений с помощью синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) за счет регулирования одного из его входных параметров, а именно амплитуды одного из его сигналов возбуждения. квадратурных гармонических сигнала возбуждения, которые подаются на входные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора 4, где каждый из них модулируют в функции как синуса, так и косинуса от контролируемого перемещения и попарно алгебраически суммируют, определяя изменение фазы одного из суммарных сигналов относительно фазы одного из входных сигналов возбуждения. Это изменение фазы пропорционально конотроли- руемому угловому перемещению и определяется фазометром 5 с погрешностью, зависящей от неквадратурности сигналов возбуждения и неравенства их амплитуд. Уменьшение этой погрешности обеспечивается с помощью контура отрицательной обратной связи, содержащей фээочувствительный выпрямитель 6, подключенный входами к выходным обмоткам вращающегося трансформатора 4. интегратор 7 и сумматор 8, подключенный выходом к одному из блоков 3 формирования сигнала возбуждения, а входами - к интегратору 7 и источнику 1 опорного напряжения постоянного тока. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа преобразования угловых перемещений в фазу выходного сигнала. Устройство содержит опорный источник 1 напряжения Don постоянного тока и два блока 2 и 3 формирования квадратурных сигналов возбуждения переменного тока. На выходе, например, блока 2 формируется сигнал Von sin an , а на выходе блока 3 - сигнал Von cos о . где ш - угловая часточ« v И О ся о 8