SU1213441A1 - Устройство дл контрол исправности цепей фазовращател - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  контрол  исправности датчиков углов в телеизмерительных и управл ющих системах. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол . Устройство содержит источник 1 переменных квадратурных напр жений, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 2, компараторы 3 и 4, элементы 5 и 7 И, счетчик 6 импульсов, генератор 8, формирователи 9 и 11, делитель 10 частоты, тактированный D-триггер 12, индикатор 13 неисправности , входные и выходные зажимы. 2 ил. (Л

Description

12

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при контроле исправности датчиков углов в телеизмерительных и управл ющих , системах, содержащих в качестве угла поворота фазовращатель на основе синусно-косинусного вращающегос  трансформатора с квадратурным питанием обмоток возбуждени .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  исправ- ности цепей фазовращател .

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - вре- менные диаграммы, по сн ющие работу

устройства. I

Устройство содержит источник 1 переменных квадратурных напр жений, синусно-косинусный-вращающийс  трансформатор (СКВТ) ., первый 3 и второй 4 компараторы, первый элемент И 5, счетчик 6 импульсов, второй зле- мент И 7, генератор 8 импульсов, первый формирователь 9, делитель 10 частоты , второй формирователь 11 импульсов , тактированный D-триггер 12 с установочным входом, индикатор 13 неисправности , входные и выходные зажимы дл  подключени  цепей фазовращател , причем входные зажимы дл  подключени  цепей фазовращател  соединены с вьгходами источника 1 переменных квадратурных напр жений, выходные зажимы дл  подключени  цепей фазовращател  соединены с обмо гками возбуждени  СКВТ, выход первого компаратора 3 присоединен к первому входу первого элемента И 5, перва  и втора  выходные обмотки СКВТ 2 подключены к первым входам соответственно первого 3 и второго 4 компараторов, выход второго компаратора 4 соединен с BTOpbiM входом первого элемента И 5, выход которого соединен с входом сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов и с тактовым входом тактированного D-триггера 12с установочным входом, выход генератора 8 импульсов подключен к счетному входу .. счетчика 6 импульсов непосредственно, а к входу первого формировател  9 импульсов - через делитель 10 частоты, выход первого формировател  9 импульсов подключен к установочному входу D-триггера 12 с установочным входом, выходы счетчика 6 импульсов соединены с соответствующими входа

12 .,

ми второго элемента И 7; выход которого через второй формирователь 11 импульсов подключен к информационному входу тактированного D-триггера 1 2 с установочным входом, выход которого соединен с индикатором 13 неисправности.

Устройство работает следующим образом .

Источник переменньпс квадратурных напр жений вырабатывает напр жени  вида

и sin ut и cos cotj

поступающие на первичные обмотки синусно-косинусного вращающего трансформатора 2, при этом в его вькод- ных обмотках формируютс  напр жени  вида (фиг. 2а,б)

К и sin (cot oi ± АЧ) К и cos (ы t + pt ± btf),

где К, - коэффициент трансформации

синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2; об - угол поворота ротора синус- но-косинусного вращающегос  трансформатора 2; ДЧ - фазова  погрешность фазо- .

вращател .

При исправных цеп х фазовращател  амплитуды этих напр жений практически не завис т от угла поворота ро- тора, а фазы синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2 определ ютс  углом поворота его ротора. Причем разность фаз между ними не

C/V + и не

(N, )g|, гдейС|| -допустима  фазова  погрешность фазовращател , обусловленна  величиной неквадратурности питающих напр жений . 1

С выходов вторичных обмоток си- нусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2 эти напр жени  поступают на входы соответствующих компараторов 3 и 4, на выходах которых формируютс  последовательности положительных импульсов. Причем длительность положительных импульсов на выходе первого компаратора 3 аналогично на выходе второго компаратора 4) равна длительности положительных полупериодов поступающего на вход

т.е.

3121

первого компаратора 3 напр жени , начало каждого положительного импульса совпадает с началом каждого положительного перехода через О этого напр жени  (фиг.2в, г).

Последовательности импульсов с выходов первого 3 и второго 4 компараторов поступают на соответствующие входы первого элемента И 5, на выходе которого -формируетс  последовательность положительных импульсов, причем при исправных цеп х фазовращател  длительность каждого импульса соответствует фазовому сдвигу

о

-j- + 2uLji) , где Лср дд),

длительность каждого импульса соответствует разности фаз напр жений, формирующихс  в выходных обмотках си- нусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2 (фиг.2д) .

С выхода первого элемента И 5 эти импульсы поступают на тактовый вход тактированногоD-триггера 12 с установочным входом и на вход сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов , управл   его работой следующим образом: при по влении на входе сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов сигнала нулевого уровн  счетчик 6 импульсов переходит в нулевое состо ние и удерживаетс  в нем на врем  длительности сигнала нулевого уровн , при по влении на входе сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов сигнала единичного уровн  счетчик 6 импульсов начинает считать импульсы высокой частоты, поступающие на его счетный вход с выхода генератора 8 импульсов. Выходы счетчика.- 6 импульсов подключены к входам второго элемента И 7 таким образом, что на выходе второго эле-

мента И 7 по вл етс  импульс в момент времени, отстающий от момента по влени  на входе сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов сигнала единичного уровн  на врем , соответст

вующее фазовому сдвигу - - .

(фиг. 2е). Этот импульс с выхода второго элемента И 7 поступает на вход формировател  9 импульсов, который на своем выходе формирует положительный импульс, длительность которого соответствует фазовому сдвигу 4 & с{| Фиг. 2ж. С выхода формировател  9 импульсов этот импульс поступает

14

на информационный вход тактированно- го D-триггера 12 с установочным входом .. .

С выхода генератора 8 импульсов

на вход делител  10 частоты поступает последовательность импульсов высокой частоты, с выхода делител  10 час- частоты на вход формировател  11 им- цульсов поступает последовательность импульсов низкой частоты (фиг.2з , по положительному фронту которых формирователь 11 импульсов на своем выходе формирует кратковременные импульсы (фиг.2и, которые поступают на установочный вход тактированного D-триггера 12 с установочным входом.

Таким образом, .в момент времени, соответствующий отрицательному фронту каждого импульса, поступающего с выхода первого элемента И 5 на тактовый вход тактированного D-триггера 12 установочным входом, на его информационном входе, при исправных

цеп х фазовращател , имеет место сигнал единичного уровн  (фиг.2д,ж). Это обуславливает посто нное подтверждение единичного состо ни  тактированного D-триггера 12 с установочным входом. (D-триггер 12 с установочным входом тактируетс  отрицательным фронтом сигнала на тактовом входе ) .

Кратковременные импульсы низкой

частоты, поступающие на установочный вход тактированного D-триггера 12 с установочным входом с выхода формировател  11 импульсов, переключают этот триггер в нулевое состо ние, в

котором он находитс  до момента времени , соответствующего отрицательному фронту следующего импульса, поступающего на его тактовый вход. Таким образом, при исправных цецеп х фазовращател  на тактовый вход D-триггера 12 с установочным входом поступают импульсы с частотой, равной частоте напр жени  питани  фазовращател , подтверждающие его единичное состо ние, а на установочный вход этого же триггера поступают импульсы с низкой частотой, устанавливающие его в нулевое состо ние на врем , меньшее, чем период напр жени  питани  фазовращател . При этом индикатор 13 неисправности не реагирует на этот сигнал ввиду его малой длительности.

Пусть в цеп х синусно-косинусно- го вращающегос  трансформатора 2 произошла неисправность вида: Обрью св зи либо Короткое замыкание св - зи в цеп х обеих первичных или обеих вторичных обмоток. Это приводит к пропаданию напр жений на входах первого 3 и второго 4 компараторов.

Пусть при пропадании напр жени  на входах первого 3 и второго 4 компараторов на их выходах сформировалс  посто нный сигнал нулевого уровн , это значит, что на выходе первого злемента И 5 тоже будет сигнал нулевого уровн . Таким образом, на тактовый вход тактированногоD-триггера 1 2 с установочным входом поступает сигнал нулевого уровн . Это приводит к тому, Ч.ТО этот триггер перестает переключатьс  сигналом на тактовом входе. Очередной импульс, поступивщий с выхода формировател  11 импульсов на установочный вход D-триг гера 12 с установочным входом, переключает этот триггер в нулевое состо ние , в. котором он будет находитьс  все врем  наличи  неисправности. Это приводит к посто нному свечению инди- катора 13 неисправности. Если на выходе одного из компараторов /например , на выходе первого компаратора З сформировалс  сигнал единичного уровн , а на выходе другого компара- тора (например, на выходе второго компаратора 4| сформировалс  сигнал нулевого уровн , то на выходе первого злемента И 5 будет сигнал нулевого уровн . Это, как и в предьщущем случае , приводит к свечению индикатора 13 неисправности.

Если при пропадании напр жений на входах первого 3 и второго 4 компараторов на их выходах сформировались сигналы единичного уровн , то и на выходе первого элемента И 5 будет сигнал единшшого уровн . Это приводит к тому, что тактированный D-триг- гер 12 с установочным входом также перестает переключатьс  сигналом на тактовом входе, а это значит, что он переключаетс  в нулевое состо ние очередным импульсом, поступившим на .его установочный вход с выхода фор- мировател  П импульсов, что приводит к посто нному свечению индикатора 13 неисправности.

15

0

0

Пусть произошел обрьш или короткое замыкание в одной из вторичных цепей сйнусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2, В зтом случае пропадает напр жение на входе первого 3 и второго 4 компаратора. Если на выходе зтого компаратора сформировалс  сигнал нулевого уровн , то и на выходе первого элемента И 5 будет сигнал нулевого уровн . Это приводит к свечению индикатора 13 неисправности . Если на выходе этого компаратора сформировалс  сигнал единичного уровн , то на выходе перво- .го элемента И 5 формируетс  последовательность импульсов, длительность которых соответствует фазовому сдвигу ( 1 ± iCf) , гдейСр 4 л tpp к° торые поступают на тактовый вход тактированного D-триггера 12 с установочным входом и на вход сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов.

Формирователь 9 импульсов формирует положительные импульсы, длительность которых соответствует фазовому . сдвигу 4uQrf., причем начало каждого импульса отстает от начала положительного импульса, поступающего на вход сброса в нулевое состо ние счетчика 6 импульсов, на врем , .соответствующее фазовому сдвигу ((frf-j.

Таким образом, в момент по влени  на тактовом входе тактированного D-триггера .12с установочным входом отрицательного фронта импульсов, поступающих с выхода первого элемента И 5, на информационном входе этого триггера имеет место сигнал нулевого уровн , что приводит к посто нному переключению тактированного ) -триггера 12 с установочньгм :. входом в нулевое состо ние, при этом индикатор 13 неисправности светитс .

Пусть возникла неисправность типа Изменение переходных сопротивлений контакта разъема в одной из линий св зи источника квадратурных напр жений с первичными обмотками синусно- косинусного вращающегос  трансформатора 2 или По вление тока утечки в одной из первичных цепей си- нусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2 . Неисправность.такого рода приводит к нарзтпению квадратурное ти напр жений, поступающих на

первичные обмотки синусно-косинус- ного вращающегос  трансформатора 2, что, в свою очередь, приводит к фазовой ошибке фазовращател . Если фазова  ошибка фазовращател  превышает допустимую, то разность фаз напр жений , формирующихс  во вторичных обмотках СКВТ 2, либо больше велиf 7 „ X

чины + 2 л(|), либо меньше величины ( - , а это значит, что

на выходе первого элемента И 5 формируютс  импульсы, длительность кото рьпс соответствует либо фазовому сдви

(

- - 2Л4|) , либо (-- + 2л(), .

где дер а tprf-. На выходе формировател  9 импульсов в момент времени, отстающий от момента возникновени  каждого из импульсов на врем , соответствующее фазовому сдвигу

7 2

, формируетс  импульс.

длительность которого соответствует фазовому сдвигу 4дс|),г. Поскольку , в момент времени, соответствующий отрицательному фронту каждого импульса, поступающего с выхода первого элемента И 5 на тактовый вход тактированного D-триггера 12 с установочным входом, на информационном входе этого триггера будет сигнал нулевого уровн . Это, как и в

предьщзпцем случае, приведет к свечению индикатора 13 неисправности .

Таким образом, применение данного устройства позволит повысить досто- верность контрол  исправности цепей фазовращател  на основе синусно-коси нусного вращающегос  трансформатора за счет исключени  ложных сраба- тьшаний, вызванных уменьщением на- пр жений на выходах источника квадратурных напр жений по причинам, не св занным с неисправностью цепей фазовращател , а также контролировать р д неисправностей, которые не удавалось контролировать другими устройствами, например, Изменение переходных сопротивлений контактов разъемов в линии св зи источника квадратурных напр жений с об- мотками возбуждени  синусно-косинус- ного вращающегос  трансформатора или По вление токов утечки между

10

J5

20

25

0

5

0 5 0

первичными цеп ми синусно-косинус- ного вращающегос  трансформатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  исправности цепей фазовращател , содержащее источник переменных квадратурных напр жений, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, первый и второй компараторы, первый и второй элементы И, индикатор неисправности , входные и выходные зажимы дл  подключени  цепей фазовращател , входные зажимы дл  подключени  цепей фазовращател  соединены с выходами источника переменных квадратурных напр жений , выходные зажимы -. с обмотками возбуждени  синусно-косинусного вращающегос  трансформатора, а выход первого компаратора подключен к первому входу первого элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повьшдени  достоверности контрол  исправности цепей фазовращател , в него введены генератор импульсов, счетчик импульсов, делитель частоты, первый и второй формирователи импульсов и тактированный 1 -триггер с установочным входом, при этом перва  и втора  выходные обмотки синусно- косинусного вращающегос  трансформатора подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов , выход второго компаратора сое- динен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом сброса в нулевое состо ние счетчика импульсов и с тактовым входом тактированного D-триггера с установочным входом, выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика импульсов непосредственно , а к входу первого формировател  импульсов - через делитель частоты , выход первого формировател  импульсов подключен к установочному входу тактированного 3)-триггера с установочным входом, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого через второй формирователь импульсов подключен к информационному входу тактированного Л-триггера с установочньм входом, . выход которого соединен с входом индикатора неисправности.

   Составитель А.Пржебельский Редактор Т.Кугрышева Техред М.Пароцай Корректор Т.Колб

   Заказ 779/56 Тираж 730Подписное

   ВНЙИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   Фиг. 2