Устройство для связи с индукционным приемником Советский патент 1982 года по МПК G08C19/38 

() УСТРОЙСТВО для связи с ИНДУКЦИОННЫМ

I

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для передачи угла или других величин к приемникам индукционного типа, например синуснокосинусным вращающимся трансформаторам (СКВТ).

Известны системы для передачи угла, содержащие датчик, к которому через линию связи подключен приемник индукционного типа,например СКВТ В такой системе статорные (или роторные) обмотки СКВТ.датчика и приемника сЕязаны между собой, а к роторной обмотке датчика подключен источник напряжения (возбуждения) . Выходное напряжение приемника пропорционально синусу разности углов поворота роторов датчика и приемника. Для повышения точности передачи в этих системах датчик эапитывают напряжением сравнительно большой величины (2+, 3 или 110 в) и используют однотипные датчик и приемник 111 . ПРИЕМНИКОМ

2

Недостатком такой системы является низкая экономичность, обусловленная тем, что в датчике рассеивается большая мощность, сложность регулирования коэффициента передачи, который зависит от коэффициента трансформации СКВТ, необходимость в использовании согласованных по параметрам обмоток датчика и приемника.

Наиболее близким к изобретению

10 по технической сущности является устройство для связи -С индукционным приемником, содержащее усилитель, вход которого через первый резистор соединен со входом устройства, а чеISрез второй резистор - с обмоткой индукционного приемника. Усилитель включенный между статорными обмотка- ми датчика и приемника, повышает нагрузочную способность сельсина дат

20 чика, позволяют сопрягать с ним приемники с более высоким напряжением.. Эти усилители ((Магнитные) должны иметь малые нелинейные и фазовые искажения входного сигнала. Применение магнитных усилителей в системах передачи обусловлено тем, что полу1-1ение требуемых выходных напряжений (,36 или 100 В) и малых искажений в полупроводниковых усилителях представляет трудности, обусловленные существущей номенклатурой транзисторов 2 .

Но и магнитные усилители из-за их узкой полосы пропускания вносят фазовые искажения сигнала, в них рассеивается значительная мощность, они имеют большие габариты, изменение коэффициента усиления в них также затруднено. Эти недостатки магнитных усилителей определяют и недостатки систем передачи угла с ними: низкая экономичность и точность передачи, сложность изменения коэффициента передами, большие габариты. Применение злектр(нных усилителей с трансформаторами, используемыми для повышения выходного напряжения, приводит к тем же недостаткам, что и в системах с магнитными усилителями.

Цель изобретения - повышение точности, экономичности и надежности устройства путем использования последовательного резонанса для согласования нагрузки с усилителем, Зповышения глубины обратной связи в усилителе, увеличения динамического диапазона выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом усилителя, а другая - с обмоткой индукционного датчика. Емкость конденсатора выбирается в соответствии с йормулой

С (2/Г f )-- L- ,

где L - индуктивность обмотки приемника ;

частота возбуждения датчика. Выбором емкости такой величины обеспечивается настройка в резонанс на частоте fa последовательного 1С-кон

р

тура из конденсатора С и обмотки приемника и стабилизация коэффициента передачи усилителя.

На чертеже изображена схема устройства для связи с индукционным приемником.

Устройство содержит обмотку индукционного приемника 1, усилитель 2, датчик 3, делитель напряжения k и конденсатор 5- Делитель k выполнен на резисторах 6 и 7, включен между датчиком 3 и обмоткой 1. Выход делителя k, т.е. общая точка резисторов 6 и 7, подключен к инвертирующему входу усилителя 2.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика 3 через резистор 6 и напряжение с обмоткой индукционo ного приемника 1 (далее - просто обмотка 1) через резистор 7 поступают на инвертирующий вход усилителя 2. Входной сигнал усилителя 2 усиливается собственно усилителем,

5 а затем и резонансным контуром. Напряжение на обмотке l(U) благодаря резонансу напряжений, который имеет место, больше выходного напряжения усилителя (Ug) в Q раз, где

0 0.2 # й добротность контура, г - активное сопротивление обмотки. Делитель напряжения k образует цепь отрицательной обратной связи по напряжению на обмотке 1, охватывахэдую

5 усилитель 2 с конденсатором 5. При достаточной глубине обратной связи напряжение U связано с напряжением датчика 3 (Usj) соотношением Ui g

0и,Д,

где R , R- - сопротивление резисторов 6 и 7.

Если приемником является, например, СКВТ, работающий на холостом ходу, или нагруженный на большое сопротивление, то величины L и г его обмотки остаются постоянными при этом 27 fp L г, т.е. Q 1 .

Резонансный контур на частоте ре0зонанса fg по отношению к усилителю 2 является активной нагрузкой сопротивления г. Мощность, рассеиваемая усилителем, не превышает величины ДЕи)(Ец - напряжение питания усилителя) . В то же время максимальная величина напряжения на обмотке 1 примерно равна Q.E,, Е. Контурное усиление в цепь - усилитель 2, резонансный контур из конденсатора 5 и обмотки 1 , делитель 4 на частоте fa , равно QKijR/R, (где Ку - коэффициент, усиления усилителя 2), т.е. оно выше в Q раз по сравнению со случаем, когда обратная связь охватывает только усилитель 2.

Благодаря тому, что выходное на,пряжение усилителя Jy может быть достаточно малым (меньше в Q раз.

чем максимальная величина U), величина напряжения питания Е,усилителя может быть дыбрана в пределах допустимых напряжений для высокочастотных транзисторов. Это позволяет в качестве усилителя 2 применять широкополосные транзисторные усилители допускающие введение глубоких обратных связей, например, операционйых усилителей. Экспериментальная проверка показала,.что величина Q для СКВТ типа ВТ-5 не ниже 10-20, поэтому для получения 5б В (действующее значение - kQ В) на статорной обмотке приемника достаточно, чтобы напряжение, на выходе усилителя , Более того, расстройка по частоте f Hat 10 приводит к возрастанию Uj. только до 6-12 В. 4 ассеиваемая мощность усилителем при токе в обмотке СКВТ равным 0,2А, меньше 3 Вт,

Таким образом, по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения в описанном устройстве для связи с индукционным приемником обеспечивается повышение точности передачи за счет увеличения глубины обратной связи по напряжению на обмотке приемника, возможность испояьзования операционных усилителей; повышение экономичности за счет уменьшения рассеиваемой мощности в усилителе (в Q раз при том же токе и напряжении нагрузки при работе на индуктивную нагрузку , При этом повышается надежность и усилителя и устройства; уменьшение габаритов, так как усилитель благодаря малой рассеиваемой мощности и низкой величине Е может быть выполнен в виде микросхемы; простота подстройки или изменения коэффициента передачи устройства, который определяется только сопротивлениями R , R.,; а такие уменьшение мощности, рассеиваемой в датчике, так как при коэффициенте передачи устройства большем 1, он может запитываться напряжением меньшим, чем требуемое максимальное напряжение на обмотке приемника. Это устройство может найти применение в системах автоматики в качестве системы передачи электрического си|- нала к приемникам индукционного типа от датчиков различного типа, например цифро-аналогового преобразователя.

Формула изобретения

Устрюйство для свлзи с индукционным приемником, содержащее усилитель, вход которого через первый резистор соединен со входом устройства, а через второй резистор - с обмоткой индукционного приемника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, экономичности и надежности устройства, оно содержит конденсатор, одна об-., кладка которого соединена с выходом усилителя, а другая - с обмоткой индукционного приемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ахметжанов А, А, Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств, М,, Энергия, 1975, с, 81,

2.Хелпе Г, Передача данных с помощью сельсинов - Electronic Engineering, 1956, W 10, с, . фиг. 27 прототип ,