Синусно-косинусный преобразователь

Синусно-косинусный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(u>877569

Союз Советсиик

Социалистических

Рес ублин

ОПИСАНИЕ

И 3 О ВРЕТЕ НИ Я

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополммтельмое к авт. свмд-ву (51)М. Кл З (22) Заявлено 270280 (21) 2889878/18-24

G G 7/22 с присоединением заявки Йо

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (5З) НЖ Е81. 3 !

088.8).

Опубликовано 3010.81. Бюллетень 89 40

Дата опубликования описания 3010.81

Я

- :Щф i)v . ..з ф

В.З. Дыкман и В.А. Кропннов для:,, (4 F. 1 (Ц,. !"1.»

; " л

Морской .гидрофизический институт AH Украинской CCP .",:.". "(.; (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИНУСНО-КОСИНУСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной и измерительной технике и может быть использовано., например, в векторноосредняющих измерителях скорости течения и других метеорологических и океанографических приборах.

Известны синусно-косинусные потенциометрические преобразователи, построенные на основе прямоугольного каркаса иэ непроводящего материала,. на который виток к витку намотан проводник, находящийся под электрическим напряжением. Величина напряжения,пропорциональная синусу или косинусу уг- 1з ла поворота оси, проходящей через центр прямоугольного каркаса перпендикулярно к нему, снимается с помощью подвижных контактов, укрепленных на оси под углом 90о друг относитель- 20 но друга и касающихся проводника,намотанного на каркас (1).

Недостатками указанных синуснокосинусных потенциометрических преоб- >> разователей являются необходимость достаточно большого момента на оси вращения, малый срок службы иэ-за трения контактов по проводнику, .а также малая точность преобразования 30 вблизи так называемой эоны нечувствительности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий ячейку с электролитом, имеющую в центре квадратное, а сверху и снизу круглые сечения; систему. входных электродов, находящихся под электрическим напряженнем и расположенных на противоположных стенках квадратной части ячейкит вращающуюся на опорах в центре ячейки вертикальную ось с картушкой,, содержащей стержневой магнит и систему съемных электродов, а также расположенные на оси и стенках цилиндрических частей ячейки выходные кольцевые электроды; связанные попарно электролитически между собой, причем кольцевые электроды, расположенные на оси, связаны гальванически со съемными электродами на картушке.

Указанный преобразователь устраняет недостатки, связанные с механическиМ трением контактов по прямоугольной рамке 2 3 .

Недостатком преобразователя является наличие нежелательной электрической связи между различными парами выходных кольцевых электродов, а

8775б9 также выходных и входных электродом и связанная с этим погрешность преобразования выходных сигналов.

Введение центральной пары кольцевых электродов, имеющих нулевой по-; тенциал, относительно которой симметрично располагаются две пары выходных кольцевых электродов, лишь незначительно уменьшает эту погрешность,так как остается электрическая связь че-. рез электролит между входными и выходными электродами, а также между парами выходных электродов и центральной парой электродов с нулевым потенциалом.

Цель изобретения — повышение точ; ности преобразования за счет устранения электрической связи между выходными электродами, а также выходными и входными электродами.

Поставленная цель достигается тем, что в синусно-косинусном преобразователе, содержащем заполненный электролитом полый корпус .из неэлектропроводного материала, внутренняя полость полого корпуса в нижней части: выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, а в средней — в виде цилиндра, два входных электрода,размещенных на противоположных стенках нижней .части внутренней полости полого корпуса и снабженных выводами снаружи полого корпуса, картушку, выполненную в виде полого стакана цилиндрической формы из неэлектропроводно- .го материала, во внутренней полости которого размещена магнитная система, и установленную в средней части полого корпуса с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и два выходных электрода, в торцовой кольцеобразной поверхности полого стакана выполнены две концентрические канавки,. в дне которых выполнено по одному отверстию, отверстия смещены относительно друг друга на четверть оборота, в концентрических канавках размещены выходные электроды, а уровень электролита ниже -верхнего края концентрических канавок. . На фиг. 1 приведен синусно-косинусный преобразователь, разрез A-А на фиг. 2; на фиг. 2 — разрез Б-Б на фиг, 1.

Преобразователь содержит полый корпус 1 из неэлектропроводного материала, имеющий в нижней части внутреннюю полость в виде прямоугольного-параллелепипеда, заполненный электролитом 2, с двумя симметричнычи входными электродами 3 „ и 3, расположенными на противоположных стенках нижней части полости и имеющими электРические выводы снаружи корпуса, картушку 4, выполненнуЫ в виде полого стакана цилиндрической формы из неэлектропроводного материала, содер, жащую магнитную систему 5, и установленную в корпусе с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 6. В торцовой колЬцеобразной поверхности стакана сделаны две глубокие концентрическйе канавки 7„ и 72, в нижней часты которых расположено по одному отверстию 8„ и 8, причем отверстия расположены под углом 90 относительно центра вращения картушки. B канавки 7„ 72 опущены выходные электроды 9i и 92 имеющие электрические

1© выводы снаружи корпуса. Уровень электролита в корпусе не превосходит верхнего края канавок картушки.

Преобразователь работает следующим образом.

На входные электроды 3, и 3 подается переменное напряжение, симметричное относительно нуля (при использовании электролита с обратимыми электрохимическимн реакциямы можно пиЩ тать корпус постоянным напряжением).

В прямоугольной части корпуса в электролите 2 создается равномерное электрическое поле. Через отверстия 8„ и

82, которые выполняют роль съемных электродов, в канавки 7„ и 7 передаются электрические найряжения,величины которых пропорциональны соответственно синусу ы косинусу угла поворота картушки 4 относительно нулевого положения. Электролит в канавке имеет одинаковое по всей окружности канавки электрическое напряжение, величина которого определяется только положением отверстия относительно .равномерного электрического поля в прямоугольной части корпуса. Это электрическое напряжение передается на выходной электрод соответственно

91 илн 92. Таким образом, на выходных электродах формируются электри10 ческие напряжения, величины которых пропорциональны синусу и косинусу угла с поворота картушки относительно нулевого положения корпуса илн угла между положением корпуса и магнитным

Картушка выполняется пустотелой из метериала с удельным весом меньшим единицы. Уровень электролита рассчитывается по известным формулам закона Архимеда так, чтобы обеспечить уравновешивание веса картушки ы .выталкивающей силы, действующей на нее в электролите. Тем самым сводится к минимуму трение в опорах и возрастает точность установки картушки вдоль геомагнитного поля.

Так как выходные электроды преобразователя связаны с электрическим полем в электролите через канавки и отверстия в них, а уровень электролита в корпусе ниже верхнего края канавок картушкн, отсутствуют искажения выходных напряжений, связанные с шунтированнем выходных электродов.

Благодаря этому повышается точность преобразования угла в синус и косинус, 877569

А-А что определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.

Формула изобретения

Синусио-косинусный преобразоваS тель, содержащий заполненный электролитом полый корпус из неэлектропроводного материала, внутренняя полость полого корпуса в нижней части выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, а в средней — в виде цилиндра, два входных электрода, размещенных на противоположных стенках нижней части внутренней полости полого корпуса и снабженных выводами снаружи полого корпуса, картушку, выпол- . ненную в виде пологЬ стакана цилиндрической формы иэ неэлектропроводного материала, во внутренней полости которого размещена магнитная система, Я и установленную в средней части полого корпуса с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и два выходных электрода, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цевью повьвииия точности преобразования за счет устранения электрической связм между электродами, в торцовой кольцеобраэиой поверхности полого стакана выполнены две концентрические канавки, в дне которых выполнено по одному отверстии отверстия смещены относительно друг друга на четверть оборота, в концент-. рических канавках размещены выходные электроды, а уровень электролита иижв верхнего края концентрических канавок °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Туригин A.È. Электрические «эмерения неэлектрических величин, Л, "Энергия", 1966.

2. Патент ФРГ 9 2063471, кл. G 06 G 7/22, опублик. 1971 (про".. тотип).

877569

Составитель Г.Осипов

Редактор В.Петраш Техред С.Мигунова

Корректор A. Гриценкс филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 9618/75 Мираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного ковктета СССР по делам иэобретений и открытий

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