ФАЗОИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК Советский патент 1973 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретеиие отаюсится к датчика-м обратной связи и может иайти применение в фазовых н импульсных системах управления для электроприводов различного назиачеиня.

Известен фазоим1иульсиый датчик, содержащий электро.механичеокий преобразователь, генераторы, дел.цтели частоты, формвроеатель, фазовый дискриминато,р и схему выделения разностного си пиал а.

Предложенный фазонмпульсньп датчик отличается от известного тем, что в него введены преобразователь частоты в напряжение и схема слОЖения, причем выход первого геиеipaTOpa подключеи к одно1му .из входов схемы выделения разностного сигнала и ко входу первого делителя ча стоты, выход .которого через формн рователь соединеи со входом элактромехан ческого иреобразователя, выход коTOiporo подключе-н к одио|Му из входов фазового дискрнмииатора и ко входу преобразователя частоты в наафяжепие, выход которого соединен с одним из ВХОДОВ схемы сложсння, другой вход которой подключеи к выходу фазового диокри|минатора, второй вход фазового дискриминатора соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого нодключен к выходу BTOiporo генератора, соединешюму со схемой выделения разностного сигнала, а вход второго генератора подключен к выходу схемы сложения.

Это позволяет повысить падежность работы устройства.

15лок-€хема предлагаемого фазо-И1М|Пульсного датчика представлена на чертеже.

Она содержит электромеханический преобразователь в виде, натаример, бескоитактного сельснна 1 , фазовый днскримпнатор 2, нреобразовате.чь Л частоты в наи;ря 1 еиис, первый и BTOpoii делнтелл частоты 4 н 5, iiopBi)iii и геНераторы 6 и 7, формировате.чь сдвигов фаз (9, схему сложеппя 9 н схему JO вь1дел(мп1я разностиОГо сигнала.

Предлагаемый датчик работает следуюи 11м образом.

Эле1Ктромехаии:ческ1П1 преобразователь в В1иде бескоитактиого сельсина / книематнческн связан с объектол (входиым валом). Сельсин возбуждается трехфазным напряжением частоты /о, вырабатываемым фо1рми,рователем сдвигов фаз 8, включепнььм в иень делителя частоты 4 и задающего reHepaTOjia 6, стабилизированным, иапрпмер, с помои1,ью кварна. Делитель частоты 4 имеет коэффианепт деления, равный /(, так что частота задаюаиего генератора может быть (Представлена в виде / . Благодаря трехфазному питанию с частотой /оСельсину / обеспечивается режпм фазовращателя. Патряжение на выходе сельсипа ири врангенни ротора последпего пзменяется с частотой / с /о + Л/- При этом величин,а Л/ (в дальнейшем буде|М называть ее девиацией частоты) соответствует величине угловой скорости входного вала п об/сек, а определяется на.правление1М его вращения (знак имеет место, когда вактор результирую-щего магнитного иоля и ротор сельсн«а нращаются в противоноложных найравлепиях; знак «- iiiMCCT место, когда они Врап1аюгся в одном нагаравлении). Одно из системы трехфазных напряжений принимается за опорное. В этом случае изменение фазы выходного на.аряжеиия сельсина 1 относительно фазы опорного напряжения характеризует изменение углового положения выходного вала относительно исходного положения, принятого за нуль отсчета. Это и есть первый выход .

Девиация частоты иа ныходе сельсина Л/ - п сравнительно легко может быть определена как обсолютиая пеличнна разности (/с - fo). Одна-ко на практике этот способ не применяется из-за опраиичепной .ности (физически реализуемая велпчииа А/ п обычно невелика, и потому соответствующий датчик не 0|беспечивает высокой разреп1а10|Н1.ей способности). С целью повы. точности Нспользуется схема умножения частоты, выиолнеииая в виде замкиутой астатической системы регулирования. Выходиое иалряжение сельсина / частотой / с Сращнивается в фазовом дескримниаторе 2 с иапряжением частотой /д, снимаемым с делителя частот1 1 5 в цеШ1 генератора 7, иеременной частоты, так что на выходе дискри1мниатора 2 вырабатывается напряжение исстояапюго тока, величина и поля.риость которого определяются рассогласоBafuieM по фазе указанных иапряжений. Напряжение дискримииатора 2 алгебраически суммируется в схеме сложения 9 с напряжением преобразователя ,, частоты в папряжеиие, включенном на выходе сельсина /, так что налряжепне на входе генератора 7 - управляющее воз.(е в з.а:.мкнутой по частоте системе регулирования - нолучается в виде ф нкции от иитеграла рассогласоваиия частотиых снгиалов /сИ /д от входиого воз1муи1,ения /с . Генератор 5 изменяет частоту на выходе в направлении мниимизадии

сигнала ошибки-рассогласования по фазе напряжений скпн.алов /е и /д. При этом наличие замкнутого ннтегрального конту|ра обеспечивает высокоточное астатическое поддержаь иие равенства частотиых сигиало1В /о± п в .е.мся режиме, а формирование в разом:кнутом параметрическом контуре воздействия, учитывающего возмущение

иа входе, обеспечивает высокое быстродейст10 вне в динамике. Приняв коэффициент делителя частоты 5 в цели генератора 7 также,равным К, для частоты на выходе генератора переменной частоты можно написать f „г К-f ,г К. (fo + n). Если на выходе генераторов 7 н 6 включить схему 10 выделения разностного сигнала, то на выходе ее получаются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна скорости входного вала п. Величина разностного сигнала равна К п, а знак 0 онределяется направлением вращения. Это н есть BTOipoii выход датчика.

Предмет н з о б ,р е т е н и я

Фазоимнульсиый датчик, содержащий элек5 тромехаиический преобразователь, генераторы, делители частоты, формирователь, фазовый дискримииатор и cxeiMy выделения разтюстиого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены преобразователь частоты в напряжение и схема сложеиия, ирнчем выход первого геиератора подключен к одному из входов схемы вы деления разиостиого спгиала и ко входу первого делителя частоты, выход

которого через формирователь соедииен со входом электромеханического цреОбразО|Ва;геля, выход которого подключеи к одиому из входов фазового дискриминатора и ко входу преобразователя частоты .в напряжение, выход

0 которого соединеи е одним из входов схемы сложения, другой вход которой иод:ключеп к ) фазового дискриминатора., второй вход ()азового дискриминатора соеди1нен с lUJ.xoaoM второго делителя частоты, вход которого по.д5 ключей к выходу второго генератора, соединенному со схемой выделения разностно го сигнала, а вход второго геиератора подключен к выход схемы сложен.ия.

Выхода

t/ (luf ...:v ffx

V

K-if.tn

f,±n

.n Вши(

HI