Способ контроля ортогональностиВЕКТОРОВ НАпРяжЕНий пиТАНия дВуХ-фАзНОгО фАзОВРАщАТЕля Советский патент 1981 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть исполь зовано для контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазных фазовращателей в процессе их производства, исследования и контроля качества. Известны способы индикации сдвига фаз между двумя синусоидальным сигналами, заключающиеся в том, что сдвиг фаз преобразуется в соответствующую величину напряжения, выделяетс напряжение, пропорциональное отклонению сдвига фаз от 90, которое затем измеряется прибором постоянного тока DI . Однако эти спйсобы не обеспечивают требуемой точности измерения отклонения сдвига фаз от 90 в пределах не более 1 эл мин. Известен также способ измерения сдвига фаз между двумя синусоидальным напряжениями (опорными сигнальным, основанный на измерении интервалов вр мени между моментами перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений путем отсчета числа ямпульсов эталонной частоты за этот йн- тервал 2 . Данный способ используется для йостроёния цифровых фазометров, а также отсчетных частей фазовращателей (ФВ) в устройствах для проверки точностных параметров ФВ при контроле их качества в процессе производства, в частности при определении отклонения от линейной зависимости фазы выходного напряжения ФВ от угла поворота. Однако указанный способ не может быть использован в прямом виде для высокоточного контроля ортогональности векторов напря сений питания двухфазного ФВ ввиду того,ЧТО операция фиксации момента перехода .через нулевое значение опорного и сигнального напряжений в любом случае, с помощью каких бы устройств она ни выполнялась, делается с погрешностью, так как не сушествует устройств, которые с треоуемой точностью фиксировали бы этот нуль. Поэтому эта погрешно-сть будет присутствовать всегда и без принятия специальных мер она может вызвать недопустимую погрешность при контроле ортогональности векторов напряжений питания двухфазного ФВ. Цель изобретения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на измеренри интервалов времени между моментами перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений путем отсчета числа импульсов эталонной частоты за этот интервал, производят п следовательное измерение двух интервалов времени, используя в «ачестве сигнального напряжения выходное напряжение фазовращателя ФВ , а в качестве опорного напряжения - сначала косинусное, а затем синусное напряжение питания ФВ, причем при использова нии в качестве опорного косинусного напряжения питания поворачивают ротор ФБ до получения величины интервала времени,, равной заранее выбранному конкретному значению первого интервала времени ТГ .п , а при исполь зовании в качестве опорного синусног напряжения измеряют величину второго интервала времени и сопоставляют ее с заранее установленным допустимым значением, рассчитанным по формуле Члоп |(-2 (Лопгде Т - длительность периода питающ го напряжения; п - целое число от 3-х до 8; (лСр). максимальное допустимое зна чение неортогональности век торов напряжений питания, в раженное в единицах времени На чертеже представлено одно из возможных устройств дпя реализации предлагаемого способа контроля ортогональности векторов напряжений пита ния двухфазного ФВ. Это же устройство используется для проверки точност ных параметров ФВ в том числе при контроле их качества в процессе производства. Устройство содержит двухфазнйй пр цизионный источник 1 питания, двухфазный электромашинный фазовращаталь (ФВ) 2, переключатель 3, нуль-о ган 4 опортюро напряжения, нуль-ор ган 5 сигнального напряжения, угломерное устройство 6, разрешающе-запрещающий блок 7, генератор 8 эталонных счетных импульсов, цифровое отсчетное устройство 9. . Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Два синусоидальных напряжения J и 11-2. от прецизионного двухфазного источника 1 питания подают на двухфазный ФВ 2.Эти же напряжения через переключатель 3 подают также на нуль-орган 4 опорного напряжения.Выходное напряжение Uj, ФВ подают на нуль-орган 5 сигнального напряжения. Фаза выходного напряжения ФВ может изменягьсл от О до 360 при повороте его ротора с помощью угломерного устройства 6. Импульсы с нуль-органом 4 и 5 поступают на разрешающе-запрещающий блок 7, на который одновременно с генератора 8 подают счетные импульсы эталонной высокой частоты. Импу.чьсом с нуль-органа 4 разрещается, а импульсом с нульоргана 5 запрещается прохождение счетных импульсов с генератора 8 на вход цифрового отсчетного устройства 9. В результате цифровым отсчетным устройством 9 фиксируется число импульсов, пропорциональное интервалу времени, начало отсчета которого определяет сигнал с выхода нуль-органа 4, а конец отсчета - сигнал с выхода нуль-органа 5. Таким образом, комплект из трех устройств 7-9 работает в качестве измерителя временного интервала междуимпульсными сигналами с выходов нуль-органов 4 и 5 и он может быть заменен одним устройством - стандартным электронно-счетным частотомером, .которые выпускаются промышленностью. Работа устройства и последовательность операций следующая: U,,t .(u«tf); U,(u)t где ё - величина неортогональности (отклонение от векторов напряже-. НИИ питанияФВ). Устанавливают переключатель 3 в положение 1, при котором косинусное напряжение и подают на вход нуль-органа 4 в качестве опорного. В качестве сигнального напряжения используют постоянно подключенное к входу нуль-ор-гана 5 выходное напряжение ФБ Уэ, (u),t -Ч) , где Ч-,- начальная фаза выходного напряжения ФВ, значение которой может изменяться от О до 2 И при повороте ротора ФВ. Нуль-органы 4 и 5 осуществляют преобразование фазового сдвига иоданых на их входы синусоидальных напряжений во временно интервал между импульсными сигналами на их выходах. В связи с тем, что нуль-органы 4 и 5 выдают импульсные сигналы не точно в моменты .перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений соответственно t t а погрешностью лt - длительность измеренного временного - 4i интервала составит JT .г СУ где лЬ погрешность, вызванная неточ ностью фиксации нуль-органами моменто перехода через нулевые значения. Величина .тветствует погрешности определения ортогона,:1ык)сти в известном способе при прямом преобразовании сдвига фаз напряжений .питания ФВ во временной интервал, при котором косинусное напряжение подают на вход нуль-органа 4, а синусное на вход нуль-органа 5. Путем поворота устанавливают ротор ФВ В такое угловое положение, при котором на цифровом отсчетном устройстве 9 будет фиксироваться величина интервала времени, соответствующая за ранее выбранному конкретному значению первого интервала времени, например, определяемому из выражения / Т/о л i8fcHffP II где Т - длительность периода напряжения питания ФВ; п - целое число, выбираемое от 3-х до 8 так, чтобы измеряемо не превосходило устанавливаемое 1Х, при iX, Т. Затем, не изменяя углового положения ротора, переводят переключатель 3 в положение Т Т, при котором на вход нуль-органа 4 в качестве опорного подают синусное напряжение и производят измерение второго интервала време ни, величина которого с учетом погреш ности, вызванной нуль-органами, будет определяться выражением Г т- , jg . .лч- /о - , -з; Поскольку напряжения О и L/ подают последовательно на один и тот же нудь орган 4, то ЛС(4) 8 8 Подставляя в СЗ) значение. --/ , онределенное из выражения (1) с учетом выражений С2 ) и (.4) , получим - 1-(п-гЬдГ где лИ, величина неортогональносути, выраженная в единицах времени. Как видно из выражения (5/, величина ц не за висит от погрешности фиксации нуль-органами моментов перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений. В качестве заключительной операции .сопоставляют измеренную величину с заранее установленным допустимым ее значением, рассчитанным по формуле (Д )АОП гдеСдТ г- -. максимальное допустимое значение неортогонапьности, выраженное в единицах времени. Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает высокую точность контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазных ФВ, так как позволяет исключить погрешность, вносимую устройствами для фиксации моментов перехода через нулевое значение опорного и сигнального напряжений. Способ прост и при его реализации используются те же измерительные устройства, которые применяют для проверки точностных параметров ФВ во время контроля их качества в процессе производства. Формула изобретения Способ контроля ортогональности екторов напряжений питания двухфазого фазовращателя, основанный на изерении интервалов времени между моентами перехода через нулевые значеия опорного и сигнального напряжений утем отсчета числа импульсов эталоной частоты за этот интервал, о т л иающийся TeiM, что, с целью овышения точности контроля, произвоят последовательное измерение двух нтервалов времени, используют в каестве сигнального напряженяц выходое напряжение фазовращателя, а в каестве опорного напряжения - сначала, осинусное, а затем синусное напряжеия питания фазовращателя, причем ри использовании в качестве опорного осинусного напряжения питания повоачивают ротор фазовращателя до полуения величины интервала времени, pai

ной заранее выбранному конкретному значению первого интервала времени Выв гГП а при использовании в качестве опорного синусного напряжения измеряют величину второго интервала времени и сопоставляют ее с заранее установленным допустимым значением, рассчитанным по формуле

((Atg)Aon,

где t- длительность периода питающего напряжения; п - целое число от 3-х до 8,.

(4Ьп максимальное допустимое значение неортогонапьности векторов напряжений питания, выраженное в единицах времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Орнатский li.n. , Скрипник Ю.А. и Скрипник В.И. Измерительные приборы периодического сравнения. М., Энергия, 1975, с. 27-100.

2. Зверев А.Е., Максимов В.П. и Мясников В.А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 197А, с. 153-154.