Двухканальный датчик угловыхпЕРЕМЕщЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01B7/30 

(54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контроль измерительной технике и может быть использовано, в частности, для изме ния угловых перемещений. Известен двухканальный датчик уг вых перемещений, содержащий три пло ких многополюсных вращающихся транс форматора (ВТ), один из которых явл ется возбуждающим, второй образует канал грубого отсчета, а третий канал точного отсчета 1. Соответ ствующие квадратурные обмотки ротор всех трех ВТ соединены между собой параллельно. Число пар полюсов статора и ротора каждого из ВТ одинако и равно п у возбуждающего ВТ. (п+1) у ВТ в канале грубого отсчета и m у ВТ в канале точного отсчета, где пит- целые числа натурального ряда 1, 2, 3 и т.д. Недостатком данного датчика является погрешность воспроизведения синусно-косинусной зависимости выходного сигнала в канапе точного отсчета, обусловленная наличием мо дулирующей составляющей, периодичность которой равна разности чисел пар полюсов возбуждающего ВТ и ВТ в канале точного отсчета, а также асимметрией их квадратурных обмоток .и наличием взаимной индуктивной связи между ними. Цель изобретения - повыиение точности. Это достигается тем, что датчик снабжен активно-реактивными сопротивлениями, выполненными последовательно с одной или с обеими квадратурными обмотками ротора вращающегося трансформатора (ВТ) в канале точного отсчета, а число пар. полюсов вращающихся трансформаторов (ВТ) - возбуждающего и в канале точного отсчета выполнено одинаковыми. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухканального датчика угловых перемещений. Датчик содержит на статорах образующих .его трех ВТ пары квадратурных обмоток 1-2, 3-4 и 5-6 статора, а на роторах 7, 8 и 9, смонтированных на общем валу 10, пары квадратурных обмоток 11-12, 13-14 и 15-16 ротора, число пар полюсов обмотки статора и ротора одного из ВТ выполнено равным (nil), а второго и третьего ВТ- равным п, где п - любое целое число. Первый ВТ образует канал грубого отсчета, а третий ВТ - канал точного отсчета. Порядок размещения этих ВТ

на валу 10 может быть произвольньви. Последовательно с квадратурными обмот ками 15-16 ротора ВТ в канале точного отсчета включены регулируемые активно-реактивные сопротивления 17 и 18.

Двухканальный датчик угловых пере|Ме1цений работает следующим образом.

Одна из квадратурных обмоток статора, например обмотка 3 возбуждающего ВТ (второго), подключается к источнику питания переменного тока, а вторая обмотка 4 - замыкается накоротко или на симметрирующую нагрузку. При большом числе пар полюсов п возбуждающего ВТ надобность в обмотке 4 отпадает из-за малой эффективности ее .симметрирующего воздействия. При повороте вала 10, а следовательно, и роторов 7, 8 и 9 трех ВТ. на некоторый угол oi в квадЕ атурйых обомотках 1-2 первого ВТ в канале грубого отсчета генерируются напряжения, пропорциональные si not и cosoi , а в квадратурных обмотках 5-6 третьего ВТ в канале точного отсчета генерируются напряжения, пропорциональные sin 2not и cos 2поб . Численное значение п выбирается из требуемой полюсности (точности) точного отсчета.

Погрешность сР искажения синуснокосинусной зависимости выходного сигнала ВТ от угла об поворота ротора в рассматриваемом датчике определяется зависимостью ..

f::.(p.-p2)oi + Bj,

где р i - число пар полюсов одного из ВТ, входящих в датчик, i 1, 2, 3,

Р„ - число пар полюсов возбуждающего (в данном случае второго) BTJ

А и В- - коэффициенты, функционально связанные с возмущающими факторами, к числу которых относятся неперпендикулярность осей квадратурных обмоток входящих ВТ, неравенство параметров и коэффициентов передачи этих обмоток, наличие взаимоиндукции между квадратурными обмотками. Каждый из этих факторов приводит к искажению синусной зависимости выходного напряжения датчика в целом, в связи с чем практически невозможно обеспечить высокую точность датчика.

В рассматриваемом датчике число пар полюсов возбуждающего ВТ (второго) и число пар полюсов ВТ в канале. точного отсчет а . (третьего) выполнено .одинаковым и равным л, вследствие чего множитель при а/ в выражении для сР обращается в нуль, а любой из вьвиеуказанных факторов приводит к появлению погрешности, имеющей характер постоянной составляющей sInBi. Устранение этой составляющей погрешности производится регулировкой величины активно-реактивных сопротивлений 17 и/или 18 в цепях квадратурных обмоток ротора ВТ в канапе точного отсчета. Изменейием активной составляющей этих сопротивлений сводится к минимуму остаточное напряженке в паре квадратурных обмоток (обмоток 5 и 6) статора ВТ в канале точного отсчета, а изменением реактиной составляющей этих сопротивлений производится регулировка положения смежных нулевых точек выходных напряжений в канале точного отсчета пропорциональных sin Znot и cos Znct т.е. смещенных одна относительно другой на ЗбО/4п градусов.

Благодаря устранению погрешностей воспроизведения синусно-косинусной зависимости выходного сигнаша (датчика) в канале точного отсчета за счет модуляции его с частотой, равной разности пар полюсов возбуждающего ВТ и ВТ в канале точного отсчета, а также за счет асимметрии квадратурны обмоток и наличия взаимной индуктивной связи между ними существенно повьЕпается точность датчика.

Формула изобретения

Двухканальный датчик угловых перемещений по авт.св. № 366345, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности, датчик снабжен регулируемыми активно-реактиныхи сопротивлениями, включенными последоf вательно с одной или с обеими квадратурными обмотками ротора вращающегося трансформатора (ВТ) в канале точного отсчета, а число пар полюсов ВТ - . возбуждакяцего и в канале точного отсчета - выполнено одинаковым.

Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 366345, кл. G 01 В 7/30, 1970 (прототип), S/ffffftf asfint