Устройство для дискретного заданияуглов поворота вала

Устройство для дискретного заданияуглов поворота вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»824257 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 010б,79 (21) 2774356/18-24 с присоединением заявки Нов (51)М. Кл.з

6 08 С 9/04

Государстйениый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230481 Бюллетень N915

t53) "Д" 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 230481

A фок ал й; ". -:,.", -: "

/«

l . (72) Авторы изобретения

Е.А.Артюхов, Г.Л. Геравкер, В.А.Зарубин, Э.

E.Ï.Сабадашевский и Л.С.Элинсон (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ЗАДАНИЯ УГЛОВ

ПОВОРОТА ВАЛА

Изобретение относится к автомати" ке и может быть использовано в устройствах программного управления, а также в системах передачи сигналов.

Известны устройства для дискретного задания углов, содержащие электрическую шкалу (двухобмоточный многополюсный вращающийся трансформатор) и исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и ротором электрической шкалы и электрически подключенный через усилитель к выходной обмотке статора электрической шкалы (1J .и (2) .

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее электрическую шкалу с зубчатым магнитопроводом ротора и статора, на которых размещены входная и выходная многополюсные

20 обмотки, исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и ротором и электрически подключенный через усилитель и переключатель к выходной обмотке статора (3J .

Недостатками известных устройств являются неудобство установки и счи тывания задаваемых углом и невозмож ность автоматизации работы известным устройств в составе контрольно-испытательной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства для дискретного задания углов поворота вала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дискретного задания углов поворота вала, содержащее электрическую шкалу с зубчатыми магнитопроводами ротора и статора, на которых размещены соответственно входная и выходная многополюсные обмотки, исполнительный двигатель, кинематически связ анный с задающим валом и соединенный через усилитель со входом переключателя, источник переменного напряжения, соединенный с первым выходом переключателя и со входной обмоткой электрической шкалы, введены синхронные детекторы, выпрямители, индикаторные лампы старших и младших разрядов, делитель напряжения, сумматор и индуктивный датчик угла поворота вала, который установлен яа задающем вале, вход индуктивного датчика угла поворота соединен с источником переменного напряжения, выходы младших разрядов индуктивного датчика угла пово824257 рота вала соединены с первыми входами синхронных детекторов, а выходы старших разрядов индуктивного датчи. ка угла поворота вала через выпрямители - с индикаторными лампами старших разрядов, вторые входы синхронных детекторов соединены с источником переменного напряжения, а выходы - с индикаторной лампой младшего разряда, вход делителя напряжения соединен с источником переменного ,напряжения, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходной обмоткой электрической шкалы, а выход — со вторым выходом переключателя.

Кроме того, индуктивный датчик 15 угла поворота вала выполнен в виде статора с зубчатым магнитопроводом и ротора с магнитопроводом, на котором два зубца, шаг зубцов ротора и статора равен шагу зубцов зубчатых 20 магнитопроводов .ротора и статора электрической шкалы, на каждом зубце статора размещены первые обмотки, выводы которых соединены с выходами мпадших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, вторые обмотки размещены на группах зубцов статора в которых число зубцов на один зубец меньше номера соответствующего старшего разряда, выводы вторых обмоток соединены выходами старших раз рядов индуктивного датчика угла поворота вала, на роторе расположена входная обмотка, которая соединена со входом индуктивного датчика угла поворота вала.

На фиг. 1 изображено устройство для дискретного задания углов; на фиг. 2 — магнитопроводы введенных в устройство второго ротора и второго статора; на фиг. 3 — схема входной 40 обмотки, помещенной на втором роторе; на фиг. 4 — схема, помещенной на втором статоре выходной обмотки, обес-печивакщей индикацию единиц мпадшего разряда; на фиг. 5 - то же, обеспечи- 4 вающей индикацию единиц старших разрядов; на фиг. 6 — схема практического использования предлагаемого устройства. устройство для дискретного задания углов 1 (фиг. 1) включает в себя жестко связанные с корпусом 2, идентичные зубчатые магнитопроводы статора 3 электрической шкалы и второго статора 4, а также установленный в подшипниках корпуса 2 задаки ий вал 5, 5 связанный с зубчатым магнитопроводом ротора 6 электрической шкалы, с магнитопроводом второго ротора 7, с ротором проверяемого изделия 8 и через редуктор 9 - с исполнительным двига-

10 через усилитель 11 и переключатель 12 электрически связан с выходом сумматора 13, один из входов которого подключен к многополюсной выходной обмотке 14, расположенной в пазах магнитопровода статора 3 электрической шкалы, а второй вход через делитель 15 напряжения подключен к источнику 16 переменного напряжения.

Источник 16 напряжения соединен с многополюсной входной обмоткой 17, расположенной в пазах магнитопровода ротора 6 электрической шкалы, и с двухполюсной входной обмоткой 18 (фиг. 3), расположенной на двух зубцах магнитопровода второго ротора 7, причем шаг зубцов магнитопровода ротора 7 равен шагу зубцов магнитопроводов ротора 6 и статоров 3 и 4.

Расположенные в пазах магнитопровода второго статора 4 выходные обмотки 19 (фиг. 4) электрически соединены с первыми входами синхронных детекторов 20 (фиг. 1), вторые входы которых соединены с источником 16 переменного напряжения, а выходы подключены к индикаторной лампе младшего разряда блока 21 индикаторных ламп.

Выходные обмотки 22 (фиг. 5), также расположенные в пазах магнитопровода второго статора 4, электрически соединены со входами выпрямителей 23 (фиг. 1), выходы которых подключены к индикаторным лампам старших разрядов блока 21 индикаторных ламп.

При питании многополюсной входной обмотки 17, расположенной в пазах ротора 6 электрической шкалы, переменным напряжением от источника 16 (фиг. 1 ) на клеммах многополюсной выходной обмотки 14, расположенной в пазах статора 3 электрической шкалы, возникает сигнал рассогласования, пропорциональный углу оС поворота ротора 6. Сигнал, усиленный усилителем

11 поступает на обмотку управления исполнительного двигателя 10, который разворачивает задакщий вал 5 до ближайшего устойчивого положения, при котором сигнал рассогласования равен нулю. Предельное число устойчивых положений задакщего вала 5 равно числу зубцов Il магнитопровода ротора (статора) электрической шкалы. Таким образом, задающий вал 5 в пределах одного оборота может занимать и устойчивых положений и, следовательно, дискретность у задания углов определяется числом зубцов ротора (статора). электрической шкалы ..

360о

У =.—. и

Для установки задающего вала 5 в требуемое устойчивое положение предусмотрена .(на момент раэмыкания контактов переключателя 12) подача на обмотку управления исполнительного двигателя 10 напряжения от источника 16 (фиг. 1).

С целью обеспечения индикации устанавливаеж х углов и для автоматизации работы устройства в него вве824257 единена к синхронному детектору 20 (фиг. 1), Для уменьшения числа вйводов выходной обмотки 19, отдельные обмотки, определяющие одноименные единицы младшего разряда, соединены между собой последовательно (фиг.4).

Так как число зубцов магнитопроводов мутаторов 3 и 4, как правило, больше числа единиц младшего разряда принятой системы счисления, то для обеспечения однозначности индикации в пазах второго статора 4 располагается выходная обмотка 22(фиг.

5)> обеспечивающая индикацию единиц старших разрядов. Выходная обмотка

22 представляет собой несколько самостоятельных обмоток, каждая из

55 б0 дены второй ротор 7 и второй статор

4, причем магнитопровод статора 4 установлен идентично магнит опроводу статора 3, а магнитопровод ротора 7 развернут относительно магнитопровода ротора 6 на угол

Ч= †>

2 т. е. на половину шага зубцов (который одинаков для магнитопроводов всех статоров и роторов, установленных в устройстве).

Благодаря тому, что магнитопровод ротора 7 развернут относительно магнитопровода ротора 6 на угол с в каждом устойчивом поло>кении задающего вала 5 два зубца ротора 7 взаимодействуют с двумя соответствующими зубцами статора 4 (фиг. 2). Таким образом, при питании двухполюсной входной обмотки 18 (фиг. 3) расположен- 20 ной на зубцах магнитопровода ротора

7, переменным напряжением от источника 16 (фиг. 1) в витках выходных обмоток 19 и 22 (фиг. 4, 5), охватывающих два зубца статора 4,. взаимодействующие в данном устойчивом положении задающего вала 5 с зубцами ротора 7, возникает ЭДС. Так как задающий вал 5 имеет число устойчивых положений и, то для обеспечения дискретности индикации, равной ", каждое последующее положение вала 5 должно отличаться от предыдущего на единицу младшегб разряда. Это дости гается тем, что выходная обмотка 19 (фиг. 4) выполнена в виде ряда обмоток, каждая из которых охватывает один зубец статора 4 и служит для индикации единицы младшего разряда.

Однако в каждом устойчивом положении задающего вала 5 в витках этих обмо- 40 .ток наводятся ЭДС, равные по величине, но отличающиеся по фазе на 180 поэтому для обеспечения необходимой дискретности индикации информация об

Угловом положении задающего вала 5 45 снимается с витков той из обмоток 19, ЭДС которой- совпадает по фазе с опорным сигналом. С этой целью каждая из самостоятельных обмоток 19 подсокоторых охватывает число зубцов статора 4 на один зубец меньшее единицы соответствующего старшего разряда.

Такая конструкция обмоток 22 поз- . воляет исключить ошибку считывания на границе двух обмоток, каждая из которых. обеспечивает индикацию единицы старшего разряда. Каждая из обмоток 22 соединена с выпрямителем

23.

Включение синхронных детекторов

20 и выпрямителей 23 необходимо.для выработки напряжения, управляющего усилителями, обеспечивающими работу индикаторных ламп (усилители и индикаторные лампы входят в состав блока 21 индикации).

Для повышения точности предлагаемого устройства в него введен сумматор 13, который служит для компенсации постоянной составляющей сигнала, снимаемого с выходной обмотки 14 электрической шкалы. Эта составляющая может появиться, например, из-за наводок от цепей питания входных обмоток, расположенных на роторах б и

7. Компенсация постоянной составляющей производится путем подачи на второй вход сумматора через делитель

15 напряжения от источника 16> причем компенсирующий сигнал должен быть равен по величине и противоположен по фазе постоянной составляющей выходного сигнала обмотки 14.

На фиг.б дан пример практического использования предлагаемого устройства для дискретного задания углов.

Предлагаемое устройство позволяет развернуть ротор проверяемого прибора 8 (например, СКВТ фиг. 1), кинематически связанного с задающим валом 5, на некоторый угол, соответствующий одному из устойчивых поло>кений задающего вала 5. Информация о величине заданного угла поступает на блок 21 индикации, и кроме того, на переключающее устройство 26 и на регистрирующее устройство 27. Сигна- лы, поступающие на переключающее устройство 26, управляют ключами таким образом, что на выход переключающего устройства 26 с эталонного синусного делителя 25 напряжения поступает сигнал, служащий эталоном цля сравнения с выходным напряжением проверяемого СКВТ. В каждом устойчивом положении задающего вала 5 сигнал, снимаемый с выходной обмотки проверяемого прибора 8, сравнивается в устройстве 24 сравнения (фиг.

6) с эталонным сигналом, и результат сравнения, являют(ийся погрешностью СКВТ поступает на регистрирующее устройство 27.

Таким образом, предложенное устройство для дискретного задания ух лов позволяет осуществить дистанционную индикацию задаваемых углов, и, кроме того, вырабатывает сигналы

824257 для автоматизации его работы в сос †. таве контрольно-испытательной аппаратуры.

Формула изобретения

1. Устройство для дискретного задания углов поворота вала, содержащее электрическую шкалу с зубчатыми магнитопроводами ротора и статора, на которых размещены соответственно входная и выходная обмотки, исполнительный двигатель, кинематически связанный с задающим валом и соединенный через усилитель со входом пере ключателя, источник переменного нап- 15 ряжения, соединенный с первым выходом переключателя и со входной обмоткой электрической шкалы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения фун- Щ кциональных возможностей устройства, в него введены синхронные детекторы, выпрямители, индикаторные лампы старших и младших разрядов, делитель напряжения, сумматор и индуктивный датчик угла поворота вала, который установлен на входном валу, вход индуктивного датчика угла поворота вала соединен с источником переменного напряжения, выходы младших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала соединены с первыми входами синхронных детекторов, а выходы старших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала через выпрямители — с индикаторными лампами старших разрядов, вторые входы синхронных детекторов соединены с источником переменного напряжения, а выходы — с индикаторной лампой младшего разряда, вход делителя напряжения соединен с источником переменного напряжения, а выход — с первым входом сумматора, второй вход . которого соединен с выходной обмоткой электрической шкалы, а выход — со вторым выходом переключателя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что индуктивный датчик угла поворота вала выполнен в виде статора с зубчатым магнитопроводом и ротора из магнитопровода с двумя зубцами, шаг зубцов ротора и статора равен шагу зубцов зубчатых магнитопроводов ротора и статора электрической шкалы, на каждом зубце статора размещены первые обмотки, выводы которых соединены с выходами младших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, вторые обмотки размещены на группах зубцов статора, в которых число зубцов на один зубец меньше номера соответствующего старшего разряда, вы-. воды вторых обмоток соединены выходами старших разрядов индуктивного датчика угла поворота вала, на роторе расположена входная обмотка, которая соединена со входом индуктив= ного датчика угла поворота вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 421021, кл. G 08 С 9/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 525996, кл. G 08 С 25/00,01.04.74, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 195224, кл. G 06 G 7/02, 1966 (прототий).

824257

11Þ

0 11 tZ 1ß 1

zr zz zsz»

1 2 5 щ ф3 МЮВ5Фб0 7830 36

4 Ю !

I !

I !

l! l ! ! !! !

I! !! !

I !

I !! I I

1I! !

11!!

824257

Фиг.

Составитель A.Ñèäoðåíêî

Редактор Т.Киселева ТехредЖ.Кастелевич Корректо О.Билак р

Заказ 2130/74 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4