Устройство для проверки многополюсных датчиков угла

Устройство для проверки многополюсных датчиков угла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

On И-С-АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 525 151 (61) jlîïîëíèòåëüíîå к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.01.75 (21)2099446/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.76.Бюллетень №30 (45) Дата опубликования описания21.02.77 г (51) М. Кл.

& 08 С 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (g3) УДК 681.225.

° (088. 8) Е. А. Артюхов, B А, Куцоконь, E. И. Шпакунов, И. Ф. Фомин и В. А, Смирнова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ МНОГОПОЛЮСНЫХ

ДАТЧИКОВ У1"ЛА

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано для автоматизированной проверки прецизионных многополюсных датчиков угла в условиях серийного производства. 5

Известны устройства для проверки многополюсных датчиков угла, содержащие эталонный многополюсный датчик, соединенный с редуктором, двухполюсный вращающийся трансформатор, усилитель, связанный с 10 исполнительным двигателем, регистрирующий блок, соединенный с синхронным двигателем, и привод.

Однако в этих устройствах задание углов поворота может осуществляться толь- д ко дискретно, т. е. число эталонных точек делимой окружности равно числу полюсов эталонного датчика. Проверка отдельных точек кривой прогрешности проверяемого датчика не позволяет выявить ее высокочастотные составляющие, которые, например, в датчиках типа ДНУ являются доминирующими. Кроме этого полная авто.— матизация проверки датчиков с помощью этого устройства затруднительна ввиду 25 принципиальной прерывности самого процесса проверки.

Пяль данного изобретения состоит в ТоМ чтобы, не предъявляя более высоких техно логических требований при изготовлении эталонного многополюсного датчика, повысить точность устройства, обеспечить непрерывность процесса проверки и, таким образом, автоматизировать его.

Поставленная цель достигается введением в устройство двухполюсного фазовращателя синхронного детектора и вспомогательного многополюсного датчика, ротор которого жестко соединен с ротором эталонного многополюсного датчика и кинематически связан с его статором, который через первый синхронный детектор соединен с первым входом второго синхронного детектора, а

cTGTQp вспомогательного многополюсного датчика ерез последовательно соединенные третий синхронный детектор и двухполюсный фазовращатель подключен ко второму входу второго синхронного детектора, выход которого соединен с усилителем, причем двухполюсный фазовращатель кинематически

525151 связан с двухполюсным вращающимся трансформатором и с исполнительным двигателем, двухполюсный вращающийся трансформатор подключен к регистрирующему блоку через четвертый детектор, источник напряжения 5 повышенной частоты подключен к роторам вспомогательного и эгалонного многополюсных датчиков и ко вторым входам первого и третьего синхронного детектора.

Схема предлагаемого устройства приведена щ нв чертеже, где показан проверяемый многополюсный датчик, состоящий из ротора 1 с обмоткой (обмо KH датчиков на рисунке условно показаны зачерненными участками) и статора 2 с синусной и косинусной об- 15 мотками. Вспомогательный многополюсный датчик состоит из ротора 3 и неподвижно закрепленного статора 4. Ротор вспомогательного датчика жестко связан с ротором 5 эталонного многополюсного датчика, статор щ

6 которого выполнен подвижным и кинемвтически соединен (например через муфту) с ротором 1 проверяемого датчика. Ротор вспомогательного датчика 3 через редуктор

7 соединен с валом синхронного двигателя

8, который через редуктор 9 связан также с ротором 1 проверяемого датчика. Обмотки роторов 3 и 5 вспомогательного и эталонного датчиков подключены с целью бесконтактного токопровода через воздушные тран- 30 сформаторы (на чертеже не показаны) к источнику напряжения повышенной частоты

10 (20+ 50 кГц). Обмотка статора 4вспомогательного датчика соединена со входом первого синхронного детектора 11, а обмотка35 статора 6 эталонного датчика через воздушный трансформатор (нв фиг. 1 не показан) подключена ко входу второго синхронного детектора 12. Вторые входы детекторов

11 и 12 подключены к источнику напряже- 40 ния повышенной частоты 10. Выход первого синхронного детектора 11 связан со входом фазовращвтеля 13, выход которого подключен к одному входу третьего синхронного детектора 14, к другому входу которо- 45 го подсоединен выход второго синхронного детектора 12. Выход детектора 14 соединен со входом усилителя 15, подключенного к исполнительному двигателю 16, кинематически связанному через редуктор 17 56 с ротором двухполюсного вращающегося трансформатора 18 и с ротором фазовращателя

13. Выход трансформатора подключен к одному входу четвертого синхронного детектора 19, другой вход которого соединен с ис- 55 точником питания 20 обмотки ротора проверяемого датчика (с частотой напряжения

500 Гц). Выход четвертого синхронного детектора связан с регистрирующим блоком

21. Синхронный двигатель 8 привода рото- 60 ра проверяемого датчика подключен к источнику питания 23 (с частотой напряжения 50 кГц) и через синхронный двигатель

22 протяжки бумажной ленты к регистрирующему блоку 21.

Проверяемый, эталонный и вспомогательный датчики имеют одинаковое число P nap полюсов (т. е. одинаковые коэффициенты электрической редукции). &галонный и вспомогательный датчики могут быть идентичны проверяемому датчику, за исключением того,что их синусная и косинусная обмотки соединены последовательно, образуя одну обмотку на статоре (на чертеже сплошная зачерненная полоса в статорах 4,6).

Предложенное устройство работает следующим образом.

Синхронный двигатель 8 вращает через редуктор 9 ротор 1 проверяемого датчика с частотой вращения N (в об/с), а через редуктор 7 — роторы 3 и 5 вспомогательного и эталонного датчиков с частотой вращения П (в об/c). Передаточные отношения редукторов 7 и 9 выбирают из условия: и >+N.

При питании роторов 3 и 5 напряжением повышенной частоты (20-50 кГц) с обмоток статоров 4 и 6 снимаются индуцированные напряжения, балансно модулированные по амплитуде углом поворота роторов 3 и 5.

Огибающие этих напряжений выделяются с помощью синхронных детекторов il и 12.

При этом частота напряжения на выходе детектора 11

=пр, а частота напряжения на выходе детектора

12 у = (n N)P (2)

Эти напряжения, одно непосредственно, а другое через двухполюсный фвзовращатель

13, поступают нв входы синхронного детектора 14, напряжение с выхода которого усиливается усилителем 15 и приводит во вращение исполнительный двигатель 16, передающий через редуктор 17 движение связанным роторам фазовращателя 13 и трансформатора-приемника 18. При вращении их с частотой вращения и (в об/с) частота напряжения на выходе фазовращателя-приемника

> = f - и„= пр + л (S) лр цр.

В установившемся режиме работы частоты и напряжений, поступающих на

525151

Ппр = N P (57, 2.бО д

128 вход детектора 14, должны быть равны, т. е.

{n+N)р = пр п . (4) пр

После упрощения выражения (4) получим

Из выражения (5) следует, что роторы машин 13 и 18 вращаются в р раз быстрее, чем ротор проверяемого датчика.

При питании проверяемого датчика от сети с частотой напряжения 50 — 500 Гц выходные индуцированные напряжения на обмотках статора 2 балансно модулированы по амплитуде углом поворота Ротора 1 по закону синуса и косинуса с частотой

Напряжения с обмоток статора 2 подают на соответствующие синусную и косинусную статорные обмотки двухполюсного вращающегося трансформатора-приемника 18, ротор которого вращается с частотой вращения и.

П(7, 25

При выполнении условия (5), а также при идеально точных проверяемом датчике и трансформаторе-приемнике 18 напряжение навыходеприемника 18 равно нулю, так как будет выполняться условие

1 пр

Если проверяемый датчик имеет погрешность, то условие (7} нарушается, на выходе трансформатора-приемника появляется З5 напряжение, пропорциональное этой погрешности, которое преобразуется с помощью синхронного детектора 19 в сигнал медленно изменяющегося постоянного тока, записываемый с помощью регистрирующего бло- 4О ка 21 на бумажную ленту.

Питание синхронного двигателя 22 протяжки бумажной ленты от источника питания синхронного двигателя 8 привода ротора проверяемого датчика необходимо для получения на диаграммной бумажной ленте оси абсцисс, соответствующей углу поворота ротора проверяемого датчика. Ось ординат соответствует погрешности проверяемого датчика. 5О

Погрешность предложенного устройства складывается, главным образом из инструментальных погрешностей эталонного и âñïoмогательного датчиков, трансформатора 18 и фазоврашателя 13. Погрешности эталонногобб и вспомогательного датчиков на порядок меньше погрешности проверяемого датчика, несмотря на их идентичность. Основной составляющей погрешности многополюсных трансформаторов является погрешность от неточ- 6О ности воспроизведения синусного и косинусного законов, имеющая пространственный характер (т. е, она связана с функциональным углом поворота ротора). В предложенном устройстве роторы 3 и 5 вспомогательного и эталонного датчиков не связаны с Функциональным поворотом, а приводятся двигателем привода во вспомогательное вращение. Благодаря эчому погрешность от неточности воспроизведения синусного и косинусноI o aaKoHoII приобретает временной характер, т. е. выражается в виде высших гармоник формы выходного напряжения.

Синхронные детекторы 11 и 12 выполняют функцию фильтрации этих гармоник.

Кроме этого дополнительная фильтрация обеспечивается демпфированием исполнительного двигателя 16.

Погрешности, вносимые машинами 13 и

18 малы, так как они уменьшаются в число раз, равное коэффициенту электрической редукции проверяемого датчика, т. е. в р раз.

Например, при погрешности трансформатора

18, равной 2, погрешность устройства при числе пар полюсов проверяемого датчика р = 128

Формула изобретения

Устройство для проверки многополюсных датчиков угла, содержащее эталонный многополюсный датчик, соединенный с редуктором, двухпелюсный вращающийся трансформатор, усилитель, связанный с исполнительным двигателем, регистрирующий блок, соединенный с синхронным двигателем и привод, о т— личающееся тем, что, сцелью повышения точности работы устройства в него введены двухполюсный фазовращатель, синхронные детекторы и вспомогательный многополюсный датчик, ротор которого жестко соединен с ротором эталонного многополюсного датчика и кинематически связан с его статором, который через первый синхронный детектор соединен с первым входом второго синхронного детектора, а статор вспомогательного многополюсного датчика через последовательносоединенные третий синхронный детектор и двухполюсный фаз оврашатель подключен ко второму входу второго синхронного детектора, выход которого связан с усилителем; двухполюсный фазовращатель кинематически связан с двухполюсьым вращающимся трансформатором и с исполнительным двигателем, двухполюсный вращающийся трансформатор соединен с регистрирующим

Составитель И. Назаркина

Техре д И Ковач КоРРектоР И. Гоксич

Редактор М. Москаленко

Заказ 5088l583. Тираж 723 Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блоком через четвертый детектор, источник напряжения повышенной частоты подключен к роторам вспомогательного и эталонного

8 многополюсных датчиков и ко вторым вхо дам первого и третьего синхронных детекторов.