Устройство для измерения фазового рассогласования Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к иэмерительной техн.ике и может быть исполь зовано для измерения фазового сдвига между вращающимися валами двух механизмов. Известно устройство для измерения фазового рассогласования с использованием импульсных датчиков, построенных на базе триггерногр фазометра с фильтром нижних частсэт 1 Недостатком устройства является значительная инерционность, вносимая фильтром. Известно устройство для измерени фазового рассогласования, построенное по усовершенствованной схеме триггерного фазометра, в котором использован интегратор с запоминаю щей обратной связью в качестве быст действующего фильтра 2 . , Недостатком этого устройства является невозможность определения мгновенного (текущего) значения раз ности фаз в промежутке между импуль сами первого и второго каналов. Цель изобретения - определение мгновенного значения фазового рассогласования. Поставленная цель достигается те -ЧТО в устройство для измерения фа:зового рассогласования, содержащее два канала, каждый из которых сос- , тоит из преобразователя частоты в напряжение, соединенного через резистор со входом операционного усилителя, в обратной связи которого параллельно соединены конденсатор и ключ разряда, управляющийSSop кото рого соединен с выходом формирователя импульсов, выходной усилительсумматор, ключ и источник опорного напряжения, введены основной и дополнительный датчики в каждый из каналов, блок сравнения и компаратор,причем основной и дополнительный датчики в каждом из. каналов соединены соответственно с входами формирователя импульсов и преобразователя частоты в напряжение, выходы операционных усилителей каждого из каналов соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с одним из входов выходного усилителя-сумматора и череэ компаратор с управляющим входом ключа, через который источник опорного напряжения соединен со вторым входом выходного усилителя-сумматора. На фиг. 1 представлена фукционапь,ная схема устройства фазового рас- Ч

на фиг t согласования

временные диагра1 ®л..

Устройство содержит в каждом канале основной и допо7 нительный импульсные датчики 1 и 2, преобразо;; ватель 3 частоты в напряжение, резистор 4, операционный усилитель 5, конденсатор б, ключ 7 разряда, формирователь 8 импульсов и, кроме того, блок 9 сравнения, выходной усилитель-сумматор 10, ключ 11, источник 12 опорного напряжения и компаратор 13. . .

Устройство работает следующим образом..

С момента появления импульса на выходе основного датчика 1 импульсы с дополнительных датчиков 2 поступают на входы преобразователей 3 час-тоты в напряжение. Напряжение на выходах преобразователей -3 пропорционально мгновенному значению скорое- ти каждого из paJiOB. Быстродействие схемы измерения скорости определяется числом меток дополнительного-датчика и при использовании быстродействующих преобразователей 3 определяется расстоянием между двумя соседними метками дополнительного датчика.

Напряжение с выхода преобразователей через резисторыпоступает на усилитель 5 и интегрируется интеграторами, которые представляют собой усилитель 5, в обратной связи которого - конденсатор 6. В момент при(:ойа СЛёДУющего импульса с датчика 1

конденсатор б усилителя 5 разряжается через ключ 7. Формирователь 8

СЛУя йт для получения импульса управления с длительностью, достаточной для пблного разряда конденсатора 6.

РазнЪ стъ напряжёнйЙ ийтёгр1а:гЬ р)В операционного усилителя 5 выявляется блоком 9 сравнения.

Напряжение на выходе блока 9 пос тт粒 нЙ Вдйй йз ёхбДОВ вйхбДнбго усилителя-сумматора, а на второй его через ключ 11 от йстбчйика 12 бпбрного напряжения подается эталрннсэе напряжение. Управление ключом

1Т11| ЬиэйШится напряж§нй1ШН;Г- Ш:бда блока 9 по достижений опредёленной величины, которая фиксируется в компараторе 13.

, „„JESJ. 5.. Р опёрацйоннЪгх) усилЪтеля 5 найряШн ие вахбде блока 9 скачкообразйо изменяется на в§лйчйну равную максимальному знаяёний выходного напряжения усилителя 5, а, следовательно, и блока 9, б Напряжение на выходе блока 9 в &тбт мбмент времени меняет свой знак на противоположный. Этот факт йсйбльзуется для определения момента подключений опорного нап зяжения. С этой целью выходное напряжение с блика 9 пбдается на вхбд компаратора 13. Ключ 11, управляющий вход котррбго . сбёдинен с выходбм компаратора,

срабатывает при появлении на выходе компаратора отрицательного (например напряжения

Таким образом, происходит, преобразование фазового сдвига в напряжение в промежутке времени t. В дальнейшем цикл измерения повторяеся. ,

В моменты времени t происходит перемена знака разности фаз, что приводит к сбросу выходнбго напряжения в моменты t до нуля. Диапазон измерения фазового рассогласбванИя таким образом составляет (0-360°) . .

В качестве одного из сигналов, поступающих на вход блока сравнения, может быть использовано специально сформированное пилообразное Напряжение, которое будет являтьсязадеиощим. Такая структура устройства целесообразна для систем фазовой стабилизации скорости.

Технико-экономический эффект от. внедрения устройства определяется его высокой точностью, ограничиваемой лишь числом меток дополнительног датчика. При использовании в качестве этбго датчика диска с магнитным слоем с количеством меток порядка 20 10, угловая погрешность выявителя составляет величину менее 1. Быстродейств.ие также определяется количеством меток датчика, а, кроме того, характеристика.ми преобразователя частоты в напряженне.

Формула изобретения Устройство для измерения фазового рассогласования, содержащее два кат нала, каждый из которых состоит из преобразователя частоты в напряжение соединенного через резистор со входом операционного усилителя, в обратной связи которого - параллельно соединенные конденсатор и ключ разряда, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, выходной усилитель-сумматор, ключ и источник опорного напряжения, бтличающееся тему чтбл с целью определения мгновенного, значения, оно снабжено оснбвным и дбпбЛнительным датчикам в каждом из Кансшов, блоком сравнения и компаратором, причем основной и дополнительный датчики в; каждом из каналов соединены соответственно с вхбдами формирователя импульсов и преобраЭЪёателя частоты в напряжение, выходы бперацибнных усилителей из каналов соединены соответственнб с первым и вторым входами блока сравнения, выход которогб соединен с одним из входов выхбдного усилителя-сумматора н через Кбмйаратор с управляющим входом ключа, через который источник опорного напряжения соединен со вторым входом выходного усилителя-сумматора. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Титов В,В,Измерительные спусковые устройства, М,,Энергия, 1964, с.6 .2, Авторское свидетельство СССР по заявке 2454672/09,кл.Н 03 D 3/04, ,

Г

л

в7е/гУ

Vt

9ut.l