Устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах Советский патент 1982 года по МПК G01R19/02 

(5А) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ОШИБКИ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ С ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ НА СИНУСНО-КОСИНУСНЫХ ВРАЩАЮЩИХСЯ ТРАНСФОРМАТОРАХ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при испытаниях и контроле следящих систем повышенной точности.

Известно устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системыi содержащее последовательно включенные диодно-резистивный квадратор, управляющий фильтр и регистрирующий прибор 1.

Недостаток известного устройства заключается в значительной сложности, обусловленной выполнением квадратора по принципу линейно-cei,5 ментной аппроксимации с большим количеством аппроксимирующих участков.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения среднеквадратичной ошибки еле-20 дящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихг ,ся трансформаторах, содержащее выпрямитель, вход которого соединен с синусной обмоткой трансформатора-приемника, квадратор, выполненный в виде делителя из нелинейного полупроводникового сопротивления, подключенного одним из выводов к выходу выпрямителя, и постоянного резистора, связанного с шиной нулевого потенциала, усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом квадратора, а также установленный на выходе усредняющего фильтра регистрирующий прибор со шкалой, проградуированной в единицах, пропорциональных корню квадратному из регистрируемого .

Недостаток указанного устройства определяется существенными погрешностями измерения, возникающими вследствие температурной нестабильности нелинейного полупроводникового coiпротивления.

Цель изобретения - повышение точности измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройство для измерения среднсквадратичной ошибки следящей систе мы с дистанционной передачей на сину сно-косинусных вращающихся трансформаторах, содержащее последовательно BKnijMenHbie усредняющий фильтр и реги стрирующий прибор со шкалой, проградуированной в единицах, пропорциональных корню квадратному из регистрируемого тока, введен блок сравнения, первый сигнальный вход которого соединен с входной обмоткой трансфор матора-датчика, второй сигнальный и управляющий входы соответственно - с косинусной и синусной обмотками тран форматора-приемника, а выход - с вхо дом усредняющего фильтра. Блок сравнения содержит два стабильных по чувствительности выпрямителя, входы которых подключены к входной обмотке трансформатора-датчи ка и косинусной обмотке трансформатора-приемника, фазочувствительный выпрямитель, вход которого соединен с синусной обмоткой трансформатора-приемника, первый сумматор, вход которого подключен к выходам стабильных по чувствительности выпрямителей, формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, ключ, сигнальный вход которопр подключен к выходу первого сумматора, а управляющий вход - к выходу формирователя импульсов, элемент памяти, вход которого соединен с выходом ключа, второй сумматор, входы которого подключены к выходам элемента памяти и первого сумматора, а выход - к входу усредняющего фильтра. На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройст ва для измерения среднеквадратичной ошибки следящей системы с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах. Контролируемая следящая система включает трансформатор-датчик 1 с входной обмоткой 2, трансформатор- : приёмник 3 с синусной и косинусной 5 обмотками, размещенными на роторе 6, усилитель 7 и исполнительный двигатель 8, вал которого механически связан с объектом 9 управления и ротором 6 трансформатора-приемника 2. Собственно измерительное устройство содержит блок 10 сравнения, усредняющий фильтр И и регистрирующий прибор 12, шкала которого проградуирована в единицах, пропорциональных орню квадратному из регистрируемого ока. Блок 10 сравнения состоит из табильных по чувствительности выпряителей 13 и И, фазочувствительного ыпрямителя 15, сумматора 16, формиователя 17 импульсов, ключа 18, элеента памяти 19 и сумматора 20. Принцип действия предложенного стройства заключается в следующем. Напряжение U,- на косинусной обмоте 5 трансформатора-приемника 3 опрееляется как и U- coscT , (1) f макс де и - максимальное значение наSMCiKC .пряжения на обмотке 5; о - ошибка следящей системы. Функцию косинуса можно разложить ряд, ограничиваясь при малыхcf вумя членами разложения. ог При этом cos ( --- (2) Следовательно, выражение (1) может быть переписано в виде .-с и, (3) Блок 10 сравнения осуществляет операцию вычитания. Его выходное напряжение (1 соответствует и,0- ..V ,- 2 где и - напряжение на входной обмотке 2 трансформатора-датчика 1 ; К - коэффициент пропорциональности ,. устанавливаемый в сумматоре 16. Если К выбрать из соотношения I/ UK-vC(KC - и Г то с учетом выражения (О , получаем fo .t 2. Усредняющий фильтр 11 обеспечивает выделение среднего значения напряжения Ujp. Выходное напряжение U. фильтра 11 соответствует - К.Л.. (e) Цг T J oWJ-rJ : 5лло(Кс 2. где К - коэффициент передачи фильт ра 11; Т - период усреднения (постоянная времени фильтра 11). в результате ток регистрирующего прибора 12 оказывается равным I -к U .. п Cf(),, NX NlJH -NIT J 5 макс ( где К.- - крутизна регистрирующего прибора 12. К - .-Psuveiits .,, - 2 иЯцЕсли шкала регистрирующего прибо ра 12 проградуирована в единицах, пропорциональных корню квадратному от регистрируемого тока, то измере ное по ижале прибора значение, таким образом, пропорционально среднеквадратичной ошибке следящей сис темы : ).dt (8) В процессе измерений при прохож дении напряжения на синусной обмот 4 трансформатора-датчика 2 (а следовательно и ошибки О ) через нуль формирователь 1 импульсов подает на управляющий вход ключа 18 короткие открывающие импульсы. В этот iмомент напряжение на косинусной обмотке 5 достигает максимума. Максимальным оказывается и напряжение на выходе сумматора 16, которое через открытый ключ 18 запоминается в эле менте 19 памяти. В связи с этим на выходе сумматора 20, осуществляющего операцию вычитания в соответствии с выражением (), выделяется напряжение, отображающее квадрат ошибки j . Повышенная точность измерения, обеспечиваемая предложенным устройством, достигается за счет исключения из его конструкции составных элементов со значительной температу ной нестабильностью. Формула изобретения Устройство для измерения среднеквадратичной ошибки следящей систем с дистанционной передачей на синусно-косинусных вращающихся трансформаторах, содержащее последовательно . включенные усредняющий фильтр и регистрирующий прибор со шкалой, проградиурованной в единицах, пропорциональных корню квадратному из регистрируемого тока, от л-и чающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок сравнения, первый сигнальный вход которого соединен с входной обмоткой трансформатора-датчика, второй сигнальный и управляющий входы соответственно - с косинусной и синусной обмотками трансформатораприемника, а выход - с входом усредняющего фильтра. 2. Устройство по п, 1, о т л и чающееся тем, что блок сравнения содержит два стабильных по чувствительности выпрямителя, входы которых подключены к входной обмотке трансформатора-датчика и косинусной обмотке трансформатора-приемника, фазочувствительный выпрямитель, вход которого соединен с синусной обмоткой трансформатора-приемника, первый сумматор, вход которого подключен к выходам стабильных по чувствительности выпрямителей, формирователь импульсов , вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя, ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу первого сумматора, а управляющий вход - к выходу формирователя импульсов, элемент памяти, вход которого соединен с выходом ключа, второй сумматор, входы которого подключены к выходам .элемента памяти и первого сумматора, а выход - к входу усредняющего фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 М 7/10, 1973. 2. Жовинский В. Н. Генерирование шумов для исследования автоматических систем, М., Энергия, 1968, с. 93-9.

/ )