Измерительный преобразователь углового перемещения Советский патент 1975 года по МПК G08C19/48 

i Изобретение относится к устройствам ДЛЯ преобразования углового перемещения и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники, в частности, ДЛЯ передачи на расстояние результатов измфений, Известны преобразователи для измерени углового перемещения, содержащие сельсиндатчик, обмотки которого объеди1юны в две цепи и подключены соответственно к двум согласующим усилителям с трансформаторными входами, выходы которых соединены через фазосдвнгающие цепи со входом суммирующего усилителя, подключенного через усилитель-ограничитель к дифференцирующей пени и инвертору соединенному со второй дифференпирующей цепью. Выходы обеих ди1})ференцирующих цепей подключены к одному входу триггера. Ко второму согласующему усилителю подклкзчена третья фазосдвигаюшая цепь, которая через усилитель соединена со вторым усилителем-ограничителем. Выход последнего подключен |К третьей дифференцирующей цепи и ко второму инвертору, соединенному с четвертой дифференцирующей цепью. Выходы чрс-.чьеи и четвертой дифференпирукпиих пеней подключены к второму входу гера, выходы которого соединены с- филыром носгоянной са-;тавляюи1ей. Цель изобретения - расширить диапазон измеряемых угловых перемещений и повысить точность усгройства. Это ДОС7И1 ается гем, что в црес брааователь дополнительно В15едены rK)c;j enoBaTeni uo соедкно-пные между собой избирательный уси литель, фазосдвигаюишя цепь.усияичель, а также два составных каскада, вход iiepBoixj из которых нoдкJuoчeн через токозадающий резистор к выходу усилителя, а второго - через второй токозадающий резистор к выходу избирате;шпо1о усилителя, причем выход каждого составного каскада подключен к соответсГвующей фазной обмотке сельсина-дагчика, 1рет-ья фазнс я обмотка коЮ- рог о соединена с oтpинaтeл JHым полюсом источника питания. На чертеже представлен предлагаемый нреобразователь. Схема содержит избирательный усилитель 1, фазосдБИгающую цепь 2, усилитель 3, токоаадающие резисторы 4 и 5, состав ные каскады 6 и 7, сельсин-датчик 8, усилители-ограничители 9 и 10, дифференпирующие цепи 11 и 12, триггер 13 и фильтр 14. К выходу избирательного усилителя Т через фазосдвигающую цепь 2, усилитель 3 и токозадающий резистор 4 подключен составной каскад 6 и через токозадающий резистор 5 - составной каскад 7. Выходы составных каскадов 6 и 7 соединены с двумя трехфазными обмотками сельсина, третья обмотка которого подключена к источнику отрицательного напряжения. Измерительный канал преобразователя содержит усилитель-ограничитель 9, к выходу которого подключена дифференцирующая цепь 11, опорный канал - усилительограничитель 10 и дифференцирующую цепь 12. Выходной каскад состоит из измерительного триггера 13, к выходу которого подключен фильтр 14 постоянной составЛЯЮЩЙЙ. Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. На вход избирательного усилителя 1 подается напряжение питания от внешнего источника. Усилитель 1 выполняется избирательным с целью повышения точности устройства за счет уменьшения влияния нелинейных искажений напряжения питания на выходную характеристику прибора. На выходе усилителя получается переменное напряжение, форма которого значительно улучшена по сравнению с выходным напряжением за счет подавления высших гармонических составляющих. Напряжение Ui, через токозадающий резистор 5 поступает на вход составного каскада 7, включенного по схёме с обшей фазой. Коллекторный ток t, , питающий первую фазную .обмотку сельсина, не зависит от сопротивления фазной обмотки Одновременно напряжение Ui поступает на вход фазосдвигаюшей цепи 2, осуществляющей сдвиг фазы напряжения в сторону отставания на угол 60°. Выходное напряжение Uj фазосдвигающей цепи усиливается усилителем 3, при этом фаза напряжения из меняется на 18О°. Таким образом, выходное напряжение и усилителя 3, а еледовательно, и эмиттерный ток ; составного каскада 6 опережает по фазе напряжение J на выходе усилителя 1 на 120°. Во вторую фазную обмотку сельсина юступает ток о in, причем если . то (/|) т. е. осуществляется питание трехфазной обмотки сельсина токами, составляющими симметричную трехфазную систему векторов обратной последовательности. При этом на однофазной обмотке сельсина образуется сдвинутое напряжение неизменной амплитуды, фаза которого изменяется пропорционально углу поворота ротора 0 : Ux U«aKcSinCcof 45,) ,(2) где Нл Q Сдвинутое напряжение U х усиливается, ограничивается и дифференцируется с помощью усилителя-ограничителя 9 и дифференцирующей цепи 11. Отрицательные импульсы, появляющиеся на выходе дифференцирующей цепи в момент прохождения, сдвинутого напряжения через нулевое значение в отрицательную сторону, т. е. характеризующие фазу этого напряжения, поступают на один из раздельных входов триггера 13, перебрасывая его в единичное состояние. Выходное напряжение U/ избирательного усилителя 1 является опорным. Оно усиливается, ограничивается и дифференцируется с помощью усилителя-ограничителя Ю.. и дифференцирующей, цепи 12. Отрицательные импульсы, соответствующие моментам перехода опорного напряжения через нуль в отрицательную сторону и определяющие его фазу, возвращают триггер 13 в исходное состояние. На выходе триггера 13 образуется время-импульсный выходной сигнал в виде длительности импульсов tgy , пропорциональной разности фаз сдвинутого напряжения U)( и опорного и I , т. е. величине У . Как следует из формулы (2), фазовый сдвиг между напряжениями IJ X и U;j не зависит от напряжения питания сельсина и определяется углом поворота ротора Q , следовательно, длительность импульсов t ftblX . пропорциональна величине Q и не Зависит от напряжения питания сельсина: ,,, г teb,,, в дальнейшем импульсам напряжения, образуемым на выходе триггера 13, придается неизменная амплитуда J о , равная напряжению пробоя стабилитрона, входящего в состав фильтра 14 постоянной составляюгцей. С помошью сглаживаюи1еги