Способ преобразования перемещение - фаза
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей перемещений. Изобретение позволяет повысить точность преобразования путем повышения линейности характеристики , которое достигается за счет выбора необходимого угла сдвига фаз между напряжением питания и„ и выходным сигналом Оц преобразователя в точке диапазона измерения, где крутизна отношения максимальна . 2 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 В 7 00 ч
« Ц
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3772293/24-28 (22) 17.07.84 (46) 30.09.86. Бюл. И 36 (72) В.M.Чудов, Н.Д.Конаков и Т.И.Мурашкина (53) 621.317.39. 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 700777, кл. G 01 В 7/00, 1980.
Авторское свидетельство СССР
Ф 979271, кл. G 01 В 7/00, 1981. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИŠ— ФАЗА
„, SU„„1260664 А 1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей перемещений. Изобретение. позволяет повысить точность преобразования путем повышения линейности характеристики, которое достигается за счет выбора необходимого угла сдвига фаз между напряжением питания U u выходным сигналом Uq преобразователя в точке диапазона измерения, где крутизна отношения U„/U„ ìàêñèìàëüна. 2 ил.
1260664
-оС Х
Ux Uxo e
q (x) /„..
) /к=ха
Ц(Х ) /к *х X i
«p (ê) /„
1,5 <и <5, 50
sin « (o
Un
cosy + —— о U> (2) (= arctg
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей перемещений.
Цель изобретения — повьппение точности преобразования путем повьппения линейности характеристики.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства для реализации способа преобразования перемещение — фаза; на фиг.2 — зависимости, иллюстрирующие реализацию способа.
Устройство, реализующее способ преобразования перемещение — фаза, содержит источник 1 переменного напряжения, преобразователь 2, масштабирующий контур 3 в виде последовательно включенных фазовращателя 4 и масштабирующего звена 5, сумматор 6 и фазометр 7.
Способ реализуется следующим образом.
С помощью оптических, индуктивнотрансформаторных, токовихревых и т.п. преобразователей, питаемых синусоидальным напряжением, формируют по меньшей мере один промодулированный
O по амплитуде в функции перемещения сигнал U причем величина этого сигнала связана с перемещением Х зависимостью, близкой к экспоненци.альной где П„ — сигнал с преобразователя при Х =.О; — показатель степени экспо ненциальной функции.
Фазу напряжения питания U смещают относительно напряжения U на угол q более 90, но менее 189 значение которого определяется из системы уравнений где « — фаза результирующего сигнала;
X — текущее значение измеряемого перемещения; — значение перемещения в конечной точке
1
t!
Отношение --- является функ «ней
Ux измеряемого перемещения х причем наибольшую крутизну зависимость
Пь
f() имеет в начале диапазона
Пк измерения (фиг.2ц), в то время как зависимость фазы «f результирующего
I сигнала от отношения U„/Ux наибольшую крутизну имеет в точке Х диапаI зона измерения, где U = Н„, причем и ее крутизна тем больше, чем ближе о угол « к 180 . Семейство этих зависимостей приведено на-фиг.2б для различных углов «p ((po ? yoz > q os ) .
Выбирая необходимый угол (p между
I о напряжениями Uh u Ux и обеспечивая их равенство в точке Xg диапазона измерения, где крутизна зависимости
=, f(x) максимальна, можно добитьUï ся максимальной линейности характеристики «t = f (x) (фиг. 2в) .
Так как функция, описываемая выражением (2), имеет одну точку перегиба при определенном угле «р и точке Xg, то для обеспечения максимальной линейности точку перегиба располагают в середине диапазона измерения, т.е. задают условие (1).
Коэффициент и, определяющий крутизну зависимости < = f(x) в середине диапазона измерения при Х
Х
2 выбирают в соответствии с требованиями к нелинейности выходной характеристики и изменению фазы « результирующего сигнала в диапазоне измерения (чувствительности).
При подведении напряжения питания
Ut1 от источника 1 на вход преобразователя 2 на его выходе появляется сигнал Цк, соответствующий точке диапазона измерения Х, На выходе квадратурного масштабирующего контура 3 создается напряжение U„, ампли-! туда которого определяется переда— точными функциями фазовращателя 4 и масштабирующего звена 5. Фаза сигнала U„ïóòåì подбора элементов фазовращателя 4 сдвигается относительно сигнала Ux на необходимый угол «р
На сумматоре 6 происходит геометрическое сложение сигналов Б„ и Пк.
Сигнал U с выхода сумматора 6 и сигI нал U„ подаются на регистрирующий прибор — фазометр 7, с выхода кото— рого снимается зависимость фазы ре1260664
= и 1,5 <п -5, 25 зультирующего сигнала от измеряемого параметра (перемещения) (p = f (x ) . формулаизобретения
Способ преобразования перемещение — фаза, заключающийся в том, что геометрически суммируют два сдвинуФ тых по фазе гармонических сигнала
U u U (x) по меньшей мере один из
2 которых амплитудно промодулирован по закону, близкому к экспоненциальному, 1О а о перемещении судят по фазе (p результирующего сигнала, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности .преобразования, сигналы-U u U (x) сдвигают по фазе один
< 2 относительно другого на угол (более 90, но менее 180, значение которого определяют, исходя из системы уравнений
q" (x) /K=o
1 су (x) /„„
"9 («) /х = хд!г
q (x) /х, s 1пЯо где y(x) = arctg — — — — -Ucos(g + —-Ц («) где « — текущее значение измеряемого перемещения;
X — значение перемещения в конечной точке диапазона измерения; и — коэффициент нелинейности выходной характеристики, изменяют амплитуду одного из сигналов до значения, при котором отноU шение амплитуд сигналов — — — равU (x) но 1, точку диапазона измерения (точку балансировки), в которой отношеU< ние амплитуд сигналов — — — равно
Й,(х)
1, также определяют из решения системы уравнения.
1260664
lit
Ц!
Ор х х
Диг. 2
С ос та вит ел ь В . Ник олаев
Редактор М. Бандура Техред Л. Сердюкова Корректор T. Колб
Заказ 5213/35 Тираж 670 Подписное
ВНИИПИ Государственного кемитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
