Устройство для измерения погрешности вращающегося трансформатора Советский патент 1975 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для автоматизированного измерения погрешности отображения синусоидальной зависимости выходного напряжения вращающегося траисформатора (ВТ).

Известно устройство для измерения погрешности цифровых преобразователей угол-код, содержащее генератор импульсов, подключенный к первому входу клапана, вторым входом соединенного с первым выходом первого триггера, а выходом - с шаговым двигателем, вал которого через редуктор соединен с валом вращающегося трансформатора, на котором размещена электромеханическая шкала, подключенная выходом к первому нульоргану, соединенному с входом первой дифференцирующей цепи, второй нуль-орган, подключенный к выходной обмотке вращающегося трансформатора, и блок воспроизведения.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены второй и третий триггеры, интегрирующая цепь, преобразователь напряжение-код, датчик эталонных кодов, сумматор, вторая дифференцирующая цепь, схемы «И, «ИЛИ и схемы задержки, причем к первому входу второго триггера подключен вход устройства.

выход второго триггера через первую схему задержки соединен с первым входом схемы «И и с первым входом схемы «ИЛИ, выход которой подключен к первому входу первого триггера, вторым выходом через вторую схему задержки соединенного с вторым входом схемы «И, третий вход которой подключен к выходу второго нуль-органа, а выход - к первому входу третьего триггера, первый выход которого через последовательно соединенные вторую дифференцирующую цепь и третью схему задержки соединен с входом четвертой схемы задержки и управляющим входом преобразователя напряжение-код, выход

четвертой схемы задержки подключен к второму входу третьего триггера и второму входу схемы «ИЛИ, аналоговый .вход преобразователя напряжение-код подключен к выходу интегрирующей цепи, первый вход которой соединен с выходной обмоткой вращающегося трансформатора, второй вход - с вторым выходом третьего триггера, а выход - с первыми входами сумматора, выходы которого соединены с входами блока воспроизведения, а вторые входы - с первыми выходами датчика эталонных кодов, второй выход которого через пятую схему задержки подключен к третьему входу схемы «ИЛИ, третий выход через шестую схему задержки - к второму

входу второго триггера, а вход - к выходу первой дифференцирующей цепи, подключенной к второму входу первого триггера. На чертеже приведена функциональная схе-; ма предлагаемого устройства. Генератор импульсов 1 подключен к первому входу клапана 2, второй вход которого соединен с первым выходом первого триггера 3, а выход - с шаговым двигателем 4. Вал последнего через редуктор 5 соединен с валом испытуемого ВТ 6, на котором размещена электромеханическая щкала 7. Ее выход подключен к нуль-органу 8, выход которого соединен с входом дифференцирующей цепи 9. Вход 10 устройства подключен к первому входу триггера И, первый выход которого через схему задержки 12 соединен с первым входом схемы «И 13, а также с первым входом схемы «ИЛИ 14. Выход последней подключен к первому входу триггера 3, второй выход которого через схему задержки 15 соединен с вторым входом схемы «И 13. Третий вход последней подключен к выходу нульоргана 16, вход которого соединен с выходной обмоткой ВТ 6. Выход схемы «И 13 подключен к первому входу триггера 17, первый выход которого через дифференцирующую цепь 18 и схему задержки 19 соединен с входом схемы задержки 20, выход последней подключен к второму входу схемы «ИЛИ 14, второму входу триггера 17, и входам запуска преобразователя напряжение-код 21. Выходная обмотка ВТ 6 соединена с первым входом интегрирующей цепи 22, второй вход которой подключен к второму выходу триггера 17, а выход - к входу преобразователя напряжение-код 21. Выходы последнего соединены с первыми входами сумматора 23, выходы которого подключены к блоку воспроизведения 24, а вторые входы - к первым выходам датчика 25 эталонных кодов. Второй выход последнего через схему задержки 26 соединен с третьим входом схемы «ИЛИ 14, а третий выход через схему задержки 27 подключен к второму входу триггера .11. Устройство функционирует следующим образом. С появлением сигнала на входе 10 устройства изменяют свои состояния триггеры И и 3. Триггер 11 определяет начало и конец ис.пытаний. В момент перехода его в новое состояние появляется сигнал на первом выходе, который с задержкой, определяемой схемой задержки 12, подается на первый вход схемы «И 13, создавая условия для ее ерабатывания. Схема задержки 12 необходима для того, чтобы исключить возникновение сигнала на выходе схемы «И 13 в том случае, если при появлении сигнала на входе 10 триггер 11 срабатывает быстрее триггера 3, а на третьем входе схемы «И 13 появится сигнал с выхода нуль-органа 16 в момент прохождения через нуль выходного напряжения ВТ 6. С изменением состояния триггера 3 открывается клапан 2, и импульсы генератора импульсов 1 начинают поступать на вход шаго ого двигателя 4. С целью обеспечения плавности вращения движение с вала шагового двигателя 4 на вал ВТ 6 передается с помощью понижающего редуктора 5. Соединенная с валом ВТ b электромеханическая щкала 7, нулевое положение которой перед началом измерений совмещено с пулевым положением испытуемого ВТ 6, фиксирует с высокой точностью, оцениваемой единицами угловых секупд, расчетные дискретные угловые положения, в которых измеряется искомая погрешность. При достижении первого дискретного углового положения сраоатывает нуль-орган 8, момент появления сигнала на выходе которого фиксируется с помощью диффереицирующей цепи У. С появлением сигнала на выходе последней, во-первых, срабатывает датчик 25 эталонных кодов, в результате чего в сумматор 23 вводится код, соответствующий расчетному значению выходного напрян ения испытуемого ВТ 6 в заданной угловой координате. Во-вторых, изменяет свое состояние триггер 3, в результате чего появляется сигнал на его втором выходе, который с задерлской, определяемой схемой задержки 1Ь, подается на второй вход схемы «и 13. Схема задержки 15 необходима для того, чтобы гарантировать начало измерения выходного напряжения ВТ и при полном останове его вала. В момент появления сигнала на втором входе схемы «И 13 создаются условия для ее срабатывания, что происходит при первом же появлении сигнала на выходе нуль-органа 16. Это приводит к изменению состояния триггера 17, в результате чего сигнал с его первого выхода через дифференцирующую цепь 18 и схему задержки 1У подается на второй вход преобразователя напряжение-код 21 и через дополнительную схему задержки 20 - на второй вход схемы «ИЛИ 14 и второй вход триггер а 17. Задержка, определяемая схемой задержки 19, необходима для того, чтобы момент начала преобразования выходного напряжения ВТ 6 в код совпадал с моментом достижения несущей выходного напряжения амплитудного значения. Время этой задержки определяется периодом напряжения ВТ 6 и составляет примерно одну четвертую его часть. Поскольку время преобразования напряжения в код может превосходить время, в течение которого мгновенное значение выходного напряжения ВТ 6 отличается от амплитудного значения на величину, меньшую допустимой, необходимо увеличить продолжительность действия амплитудного значения этого напряжения. Это обеспечивается с необходимой точностью интегрирующей цепью 22, подключенной к выходной обмотке ВТ 6. Так как время преобразования напряжения в код даже при высокой разрядности выходного кода составляет единицы или десятки

микросекунд, а период напряжения ВТ 6, как правило, больше одной миллисекунды, практическая реализация штегрирующей цепи не связана с непреодолимыми трудностями.

Поскольку интегрирующая цепь 22 должна обладать большой постоянной времени разряда, ее разряд обеспечивается принудительно сигналом с второго выхода триггера 17. В том периоде выходного напряжения ВТ 6, в котором осуществляется преобразование напряжения в код, ее разряд прекращается с исчезновением сигнала с второго выхода триггера 17. Начиная с этого момента, мгновенное значение напряжения в интогрирующей цеан повторяет мгновенное значе П1е выходного нанряЖения ВТ 6, а после достижения выходным напряжением ВТ 6 амплитудного значения напряжение в интегрируюпдей пепи остается с заданной точностью равным амплитудному значенню в течение времени работы преобразователя напряжение-код 21.

Код с зыхода преобразователя напряжение-код 21 передается в сумматор 23, где сравнивается с ранее введенным кодом с датчика 25 эталонных кодов. Разность сравниваемых кодов характеризует искомую погрещность в первой дискретной угловой координате вала ВТ бив удобной форме представляется в блоке воспроизведения 24.

Время схемы задержки 20 выбирается таКИМ, чтобы преобразователь напряжение- код 21 уснел закончить работу до появления сигнала на ее выходе. Прм этом, во-первых, триггер 17 возвращается в первоначальное состояние, в результате чего с его второго выхода подается сигнал на разряд интегрирующей цепи 22, и, во-вторых, изменяет свое состояние триггер 3, обеспечивая посредством клапана 2 прохождение сигналов с генератора импульсов 1 на вход шагового двигателя 4. При новом срабатывании нуль-органа 8 измерения повторяются в описанной последовательности, но уже для другой угловой координаты вала ВТ 6.

Процесс измерения протекает аналогично при всех дискретных значениях угла, кроме случая, когда он равен примерно 180°. При этом может создаваться такая ситуация, когда нуль-орган 16 из-за малой величины амплитуды выходного напряжения ВТ 6 не ерабатывает, а следовательно, триггер 3 остается в состоянии, при котором клапан 2 закрыт. С целью продолжения измерений датчик 25 эталонных кодов в момент появления сигнала на его входе с выхода дифференцирующей цепи 9 при достижении вала ВТ 6 углового положения, равного 180°, формирует импульс, который с задержкой, определяемой схемой задержки 26, через схему «ИЛИ 14 переводит триггер 3 в новое состояние.

Схема задержки 26 необходима для того, чтобы в случае срабатывания нуль-органа 16 (что происходит тогда, когда выходное напряжение ВТ 6 в силу наличия погрещности отлично от нуля на величину, большую норога

срабатывания нуль-органа 16) дать возможность произвести измерения и в этой угловой координате вала ВТ 6.

Сигнал на выходе схемы задержки 26 должен появиться позднее возникновення сигнала на выходе схемы задержки 20. В этом случае он только подтвердит новое состояние триггера 3.

При достижении валом ВТ 6 последнего дискретного углового положения, не равного 360°, в момент ноявления снгнала на входе 25 датчнка эталонных кодов с его третьего выхода формируется сигнал, который через схему задержки 27 подается на второй вход триггера 11, изменяя его состояние. Па этом измерения искомой ногрешности заканчиваются. Время задержки схемы задержки 27 выбирается нз условия обеспечения измерений, в последней дискретной угловой координате.

К стабильности введенных схем задержки не нредъявляется высоких требований.

Предмет изобретения

Устройство для измерения погрещности вращающегося трансформатора, содержащее генератор импульсов, подключенный к первому входу клапана, вторым входом соединенного с нервым выходом нервого трнггера, а выходом - с шаговым двигателем, вал которого через редуктор соединен с валом вращающегося трансформатора, на котором размещена электромеханическая щкала, подключенная своим выходом к первому нуль-органу, соединенному с входом первой дифференцирующей цени, второй нуль-орган, подключенный к выходной обмотке вращающегося трансформатора, и блок воспроизведения, отличающееся тем, что, с целью новыщення точности работы устройства, в него введены триггеры, интегрирующая цепь, преобразователь напряжение-код, датчик эталонных кодов, сумматор, вторая дифференцирующая цепь, схемы «И, «ИЛИ и схемы задержки, причем к первому входу второго триггера подключен вход устройства, выход второго триггера через нервую схему задержки соединен с первым входом схемы «И и с первым входом схемы «ИЛИ, выход которой подключен к первому входу нервого трнггера, вторым выходом через вторую схему задержки соединенного с вторым входом схемы «И, третий вход которой подключен к выходу второго нуль-органа, а выход - к первому входу третьего триггера, первый выход которого через последовательно соединенные вторую дифференцирующую цепь и третью схему задержки соединен с входом четвертой схемы задержки и управляющим входом преобразователя напряжение - код, выход четвертой схемы задержки нодключен к второму входу третьего триггера и второму входу схемы «ИЛИ, аналоговый вход преобразователя напряжение-код нодключен к выходу интегрирующей цени, первый вход которой соединен с выходной обмоткой вращающегося трансформатора, второй вход - с вторым выходом третьего триггера, а .выход - с первыми входами сумматора, выходы которого соединены с входами блока воспроизведения, а вторые входы - с первыми выходами датчика эталонных кодов, второй выход которого через

пятую схему задержки подключен к третьему входу схемы «ИЛИ, третий выход через шестую схему задержки - к второму входу второго триггера, а вход - к выходу первой дифференцирующей цепи, подключенной к второму входу первого триггера.

гп