Преобразователь перемещений в фазу синусоидального сигнала

Преобразователь перемещений в фазу синусоидального сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения динамической ошибки преобразования. Сигнал синусоидальной формы с первой выходной обмотки датчика 1 перемещений дифференцируется в дифференцирующем элементе 2 сдвига фазы и суммируется в суммирующем усилителе 3 с сигналом с второй выходной обмотки датчика 1 перемещений. Усиленный суммарный сигнал поступает на вход интегратора 4, выходной синусоидальный сигнал которого содержит информацию о перемещении. Фильтр 5 низкой частоты осуществляет отрицательную обратную связь по низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя. В результате того, что преобразователь снабжен интегратором 4 с компенсацией дрейфа, в его выходном сигнале с помощью отрицательной обратной связи на основе фильтра 5 низкой частоты достигается уменьшение составляющей динамической ошибки, обусловленной влиянием скорости перемещения, и полное устранение составляющего динамической ошибки, обусловленной влиянием ускорения перемещения на результат преобразования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 " 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4295079/24-28 (22) 11 ° 08„87 (46) 07.07,89. Бюл. Р 25 (71) Научно-производственное объединение "Ротор" (72) М.И,Ярославцев (53) 531.7 (088.8) (5á) Зангер Г. Электронные системы, Теория и применение. — М.: Мир, 980, с. 133. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В

ФАЗУ СИНУСОИЛАЛЬНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности эа счет уменьшения динамической ошибки преобразования. Сигнал синусоидальной формы с первой выход ной обмотки датчика I перемещений дифференцируется в дифференцирующем элементе 2 сдвига фазы н суммирует„„SU„„1492217 А 1

2 ся в суммирующем усилителе 3 с сигналом с второй выходной обмотки датчика 1 перемещений. Усиленный суммарный сигнал поступает на вход интегратора 4, выходной синусоидальный сигнал которого содержит информацию о перемещении. Фильтр 5 низкой частоты осуществляет отрицательную обратную связь по низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя. В результате того, что преобразователь снабжен интегратором 4 с компенсацией дрейфа, в его выходном сигнале с помощью отрицательной обратной связи на основе фильтра 5 низкой частоты достигается уменьшение g составляюЩей динамической ошибки, обусловленной влиянием скорости перемещения, и полное устранение составляющей динамической ошибки, обусловленной влиянием ускорения перемещения на результат преобразования.I ил.

1492217

Изобретение относ(.тся к автоматике и и-.,мер((тельной технике и может быть использовано при создании прецизионных быстродействующих приводов 5 пода на базе линейных двигателей переме н го тока, Цепь изобретения — повышение точно-.ти за счет уменьшения динамической ошибки прек бразоваиия. 1О

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1 перемещений, диффер -пцирующий элемент 2 сдвига фазы, вход которого соединен с первым выходом датчика 1, суммирующий усилитель 3, первый вход которого соединен с вь:ходом элемента 2 сдвига haзы, а второй вход соединен с вторым выходом датчика 1, интегратор 4,вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя 3, а выход является выходом преобразователя, и Фильтр

5 низкой частоты (ФНЧ), вход которого соединен с выходом интегратора 4, а выход — с третьим входом суммирующего усилителя 3.

Преобразователь работает следую30 щим образом.

Сформированный датчиком 1 пульсирующий ((агнитный поток, меняющийся но синусоидаль ному закону, индуцирует в первой выходной обмотке датчика ! ЭЦС, которая поступает на вход 35 элемента 2 сдвига фазы, где происходит дифференцирование сигнала е(при сохранении неизменной его амплитуды.

Выходной сигнал элемента 2 сдвига фазы поступает в суммирующий усилитель 3, где суммируется с 3f\C ед,индуцируемой во второй выходной обмотке датчика 1. (уммярный сигncUI усиливается и с 45 выхода суммирующего усилителя 3 поступает на вход интегратора 4. Выходной сигнал интегратора 4 представляет собой синусоидальный сигнал, фаза котОРОгО содержит инфоРмацию о пере 50 мещении. ФНЧ 5, соединяя выход интегратора 4 с входом суммирующего усилителя 3, осуществляет отрицательную обратную связь по низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя. Информационный сигнал, поступающий на вход интегратора 4, и помехи, порождающие дрейф его выходного сигнала, разнесены в частотной области. Так как ФНЧ 5 не пропускает информационную составляющую выходного сигнала преобразователя, то обратная связь компенсирует дрейф интегратора 4 без внесения ошибки в результат преобразования.

Можно показать, основываясь на структурной схеме преобразователя, отражающей математические операции, выполняемые при преобразовании перемещений в фазу сигнала, что выходной сигнал преобразователя определяется соотношением е„,„„= К ((2 + Ы„)sin(yt + ьь! к. пре06р

+ W ) — с(Ä s i n (t — Ы. )), (1) К вЂ” постоянный коэФфициент, определяемый параметрами устройства;

4 — частота возбуждения;

Ы вЂ” перемещение подвижной части датчика; где

) — -к н Q

d0(нормированная скорость

dt перемещения.

Для устройства-прототипа выходной сйгнал определяется соотношением е = K(I+o(„l((2 +

+ м „)sin(Qt + (кь) ( о н ((. н - - — —,— sin(Qt — 02 ) +

+и

2 с н

+ - -- — !" — sin g singt

1 +g" н

% (2) Положим, что с „= О, тогда для преобразователя фаза Р „е сигнала, ц (реобр представляющая собои оценку перемещения, определяется соотношением (1 + О2 н) о, (3) аналогично фаза g „р(, . Для устройства-прототипа! н (н) Точность. аппроксимации перемещения е(фазой f выходного сигнала on1 dß„ где о н = ----- ° --- - — нормированdt ное ускорение перемещения, !

1492217

Составитель О,Смирнов

Техред Л. Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор А .Шишкина

Заказ 3866/44 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ределяется степенью отклонения от единицы коэффициентов преобраэования

1 +Ы„+ (Ы„)2 формулах (3) и (4) соответственно.

Из соотношений (3 ) и (4), учитывая, что 1Ы„(с. 1, следует, что при равных модулях скоростей перемещения !

/о к/ максимальная ошибка преобразования всегда меньше у рассматриваемого преобразователя, При этом, с увеличением модуля скорости это преимущество возрастает, а иэ соотношений (!) и (2) следует, что выходной сигнал преобразователя не зависит от ускорен ния оС я перемещения, следовательно, в нем отсутствует составляющая динамической ошибки, обусловленная влиянием ускорения перемещения, характерная для выходного сигнала устройства-прототипа °

Таким образом, уменьшение совокупной динамической ошибки преобразования обеспечивает повышение точности преобразования, что позволяет расширить динамические воэможности приводов переменного тока с частотно-токовым управлением как эа счет более точного формирования требуемых управляюших токов двигателей, так и за счет более точного измерения текущего положения исполнительных механизмов приводов.

Формулаизобретения

Преобразователь перемещений в фазу синусоидального сигнала, содержащий синусно-косинусный датчик перемещений, дифференцирующий элемент сдвига фазы, вход которого соединен с первым выходом синусно-косинусного датчика перемещений, и суммирующий усилитель, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента сдвига фазы, а второй вход— с вторьи выходом синусно-косинусного

2р датчика перемещений, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше ния точности эа счет уменьшения динамической ошибки преобразования, он снабжен интегратором, вход которого

25 соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход является выходом преобразователя, и фильтром низкой частоты, вход которого соединен с выходом интегратора, а выход — с

Зп третьим входом суммирующего усилителя .