Функциональный преобразователь уголнапряжения

Союз Советскик

Социалистимескин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (») 6017ОЭ (Й) Дополнительное ы авт. свид-ву(22) Заявлентй14.01.76 (2т) 2314410/18«24 с присоединениеи заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано05.04.78-Бюллетень Ph 13 (45) Дата опубликования описании 13.03.78 (51) М, Кл.

G06 G 7/26

Гасударственный номнтет

Совета Инннстроо СССР но денем нзобретеннй и отнрытнй

{53) удК681-3» .088.8 ) (72) Автор изобретения

В. Ф. Могильчак (71) Заявитель (54.) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГОЛ-НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности, к устройствам для преобразования угла поворота вала в напряжение, и может найти применение для автоматического контроля и измерения физических величин, функцио йытьно связанных с угловым перемешением, например, для измерения и контроля вылета стрелы подъемного крана.

Известен преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержаший поворотный трансформатор, например ферродинамический преобразователь, выходной сигнал которого линейно связан с углом поворота его выходного вала Я, 35

Однако область применения этого устройства ограничена прямыми измерениями углов и физических величин, линейно связанных с угловым перемешением вала.

Наиболее близким техническим решением йе к данному изобретению является преобразователь, который, как и данный преобразователь, содержит блок для алгебраического суммирования и последовательно включенные поворотный трансформатор, обмотка статора, д которого соединена с выходом питания источника стабилизированного переменного напряжения, а вал ротора является механическим входом устройства, и нормируюший преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого является выходом устройства (2f

Однако этот преобразователь имеет ограниченное применение, что обусловлено ограниченностью класса формируемых им функциональных зависимостей. В частности, как известно, статические выходные характеристики синус-косинусных поворотных трансформаторов.в зависимости от включения обмоток описываются только синусоидальными ! косинусоидальными и линейными зависимостями. Кроме того, этот преобразователь сложен и имеет узкий диапазон регулирования параметров статических характеристик преобразования, что обусловлено осуществлением указанных регулировок путем изменения конструктивных параметров поворотного трансформатора, например путем изменения относительного положения магнитного шунта, изменяюшего конфигурацию и интен601708

3 4 сивность магнитного поля в поворотном транс му входу которого подключен ысточыык опор форматоре. ного напряжения 11.

Белью изобретения является расширение Выход блока 6 соединен с входом усиобласти применения. лителя рассогласования 7, подключенного для этого в преобразователь введен мас- 5 своим выходом к управляющему входу рештабный блок, подсоединенный входом к вы- гулируюшего элемента 8, на друг ой вход ходу нормирующего преобразователя перемен- которого подается нестабилизированное посного напряжения в постоянное, а выходом — тоянное напряжение, подаваемое на аттенюк первому входу блока алгебраического сум- атор обратной связи 9 и преобразователь мирования, второй вход и выход которого под <О постоянного напряжения в переменное 10. лючены соответвенно к выходу обратной Мех еский входной сигнал устройства связи и управляющему входу источника ста- п дается на вход поворотного трансформатобилизированного переменного напряжения, ра 1 в виде угла поворота вала его ротокроме того, в не и го в нем источник стабилиэирован- ра . Выходное напряжение устройства

/ но переменного.

fe нного напряжения выполнен в у, функционально связанное, с углом виде последовательно овательно соединенных источни- + снимается с выхода нормируюшего пре анряжения блока сравнения образовате.is переменного. напряжения в постоянное 2. подключенного другим входом к управляющему входу источника ст сточника стабилизированного Преобразователь работает следующим обпеременного напряжения, усилителя рассо- gg разом* у ирующего элемента вы- В начальном положении угла поворота ход которого соединен с входом пр е с входом преобразо- вала ротора трансформатора 1 амплитуда яжения в перемен- переменной ЗДС на его выходе равна нулю вателя постоянного напряжения в пе еменявляется выходом пи- и соответственно равны нулю выходное наное, выход которого является выходом итания источника ста илиэиров б эированного перемен,р пряжение устройства Оз и выходное наного напряжения и входом входом аттенюатора обрат. пр"жение масштабного блока 3. напряженой связи, выход которого являетс рого яйляется "выхо- ние сравнения на входе блока 6 равно в чника стабилизи- этом случае выходному напряжению аттенюдом обратной связи источника ста илиз— атора обратной связи 9, пропорциональному рованного переменного напряжения. руктурная элек- щ напряжению питания преобразователя 1 0. Ео

На фиг. 1 приведена структурная эл

6 бр эователя на фиг. 2- ли напряжение питания преобразователя 10 трическая схема преобраэоват вателя. отклонится от установившегося значения, оп статические характеристики преоьразователя., Функциональны пр р и еоб азователь угол- ределяемого условием U =.у напряжение содержит поворот ь воротный трансфор- <ае о — опорное напряжение источника матор 1, нормируюший преобразователь пе- Зк ll ременного напряжения в постоянное тоянное 2 мас- Uc, — напряжение сравнения на вхоштабный блок 3, лок для алге

3, б я алгебраического де блока 6, равное в данном случае выходсуммирования 4 и источник ста и и билизирован- ному напряжению аттбнюатора обратной связи 90,то появляющееся на выходе блока ного переменного напряжения Oэ

Источник стабилизированного пе е ого переменно- 4О 6 напряжение рассогласования усиливается го напряжения 5 содержит лок цля ср б о цля сравне- усилителем рассогласования 7 и регулируюния 6., усилитель рассогласования, р ения 7 регули» щий элемент 8 изменит свои параметры так, что его выходное напряженче восстановит руюший элемент 8, аттенюатор о ратно связи 9, преобразователь постоянного на- прежнюю величину. и яжеяия в переменное:10 и источник опор-45

В результате напряжение питания преобного апр ного нап яжения 11. раэователя 10 остается постоянным, и, есФ форМ тора 1 подключен к

Выход трансфор атора тественно, постоянна амплитуда и частота входу нормирующего преобразователя пере- питания трансформатора 1. менного напряжения в постоянное 2, выход 50 При откло у и отклонении гла поворота вала рокоторого соединен с в одом масштабного тора тр ф р р ансфо мато а l от начального положения на некоторый угол, на его выходе блока 3. появляется переменная ЭДС и соответственВыход масштабного блока 3 подключен но появляется напряжение на входе блока 4. к одному из входов блока для алгебраиче- Ьк:- то напряжение, суммируясь с выходным наског6 сум с ммнровання 4, на другой axon zo- пряжением аттенюатора обратной связи 9, торого подключен выход аттенюатора об- . вызывает изменение сравнивающего напряжератной связи 9 стабилизированного источ- ния на входе блока 6. Появляющийся сигнал ника переменного напряжения 5. Выход бло . рассогласования на входе усилителя 7 уси ка 4 соединен с входом блока 6, к npyro- 60 ливается, а регулирующий элемент 8 изменя601 708

А. Ф

V) u„=a.΄×, (2) где U< -амплитуда выходного напряжения поворотного трансформатора, 0I - коэффициент пропорциональности, U „- амплитуда напряжения источника питания поворотного трансформатора; угол поворот& вала ро тора поворотного трансформатора.

Но, так как теперь (3} где д — выходное напряжение аттенюаю тора обратной связи 9, — выходное напряжение масштаб ного блока 3, тЬ выходное напряжение регулирующего элемента 8 изменится на величину, соответствующую изменению напряжения 7Ug . Зте приведет к изменению амплитуды нанряжения питания трансформатора 1 и соответственно к изменению его чувствительности.

В результате чувствительность трансформатора 1 оказывается функцией его выходного напряжения, что соответствует нелинейной зависимости между выходным напряжением преобразователя и его входным сигна» лом. я п, дк к„.0„ к где и. * """ к а фиг. 2 отображены статические характеристики при 3 s 0 и > < 0.

Аппроксимируя заданную функциональную связь между выходным напряжением преобразователя и углом поворота вала выраже45 нием (4), можно определить необходимые значения коэффициентов А и 3, которые устанавливают соответствующим выбором опорного напряжения ь и коэффициента передачи к масштабного блока 3.

При К =0 коэффициент В в выражении (4) обращается в ноль, и статическая характеристика устройства становится линейной.

1. Функциональный преобразователь уголнапряжение, содержащий блок алгебраического суммирования и последовательно включенные поворотный трансформатор, обмотка статора которого соединена с выходом цитации источника стабилизированного переменяого напряжения, а вал ротора является механическим входом устройства, и нормируюший преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого является выходов. устройства, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью расширения области применения, он содержит масштабный блок, подсоединенный входом к выходу нормирующего преобразователя переменного напряжения в постоянное, а выходом — к первому входу блоке алгебраического суммирования второй вход и выход которого подключены соответствейно к выходу обратной связи и управляющему входу источника стабилизированного переменного напряжения.

2,Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что в нем источник стабилизированного переменного напряжения вы. полнен в виде последовательно; соединенных

55 источника опорного напряжения, блока сравнения, подключенного другим входом к управляюшему входу источника стабилизированного переменного напряжения,, усилителя рассогласования и регулирующего элемен6О та, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения в пе45 ет свои параметры так, чтобы восстановилось равенство.

Статическую характеристику преобразования можно получить иэ совместного решения выражений (1) и (2) с учетом выражения (3) и следующих статических хара ктеристик аттенюатора обратной связи 9, нормируюшего преобразователя 2, масштабного блока 3 и преобразователя 1Q,.

0 =К Ц

Ц в кя и4У 6 = ь з pi

uf = кп™у где Оа О и 0 01 0 - выходные напряжения аттенюатора обратной связи 9, все-. го преобразователя, масштабного блока 3, преобразователя 10, трансформатора 1 и регулирующего элемента 8 соответственно:

К >, K>,Õ, K > коэффициенты передачи соответствующих компонентов устройства (см. фиг. 1).

Производя соответствующие подстановки в выражения (1) и (2) и разрешая полученные,выражения относительно выходного напряжения преобразователя U и получим следуюшее выражение для статической характеристики преобразования:

Формула изобретения

601 708

Фиг. t

Уаол лодорота Aura

Фиг. 2

Составитель Г. Сорокин

Редактор А. 3иньковский Техред Н. Бабурка Корректор А. Лакида

Эаказ 1655/7 Тираж 826 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

; еменное, выход которого HBJIBBTcQ выходом питания источника стабилизированного переменного напряжения и входом аттенюатора обратной связи, выход которого является выходом обратной связи источника стабилизированного переменного напряжейнп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лвторское свидетельство СССР

N. 446096, кл. 608 с 19/46, 1972.

2. Лвторское свидетельство СССР

No. 424011, кл. С 01 g3, 5/12, 1972.