SU1420355A1 - Двухкоординатный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике н может быть использо ано в системах управлени  перемещением подвижных объектов. Цель изобретени  состоит в повышении надежности дв хкоординатного преобразовател  при использовании его в качестве элемента систем управлени  за счет создани  четырех каналов формировани  управл юп51х сигнапов от угловых перемещений одного звена св зи с

Description

4

IsD

О СО СЛ ОЛ

управл ющим объектом. Каждый канал включает в себ  по две пары катушек 5,6,8 н 9; 10,11,13 и 14; 16,17,19 и 20; 21,22,24 и 25 индуктивности, установленных в одной плоскости под углом 90 одна к другой над поверхностью шарообразного элемента 3, и двухканальные электронные блоки 7, 12,18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров. Дл  обеспечени  идентичности сигналов от угловых перемещений

звена 2 св зи с управл ющим объектом выходы второго 12 и четвертого.23 электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров соединены с входами преобразователей 15 и 26 координат . Первые выходы злектронных блоков 7 и 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с взводами первого коммутатора 27, а вторые выхот ды - с входами второго коммутатора 28. 4 ил.

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управлени  перемещением подвижных объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности двухкоординатного преобразовател  при использовании его в качестве элемента системы управлени , имеющего одно звено св зи с управл ющим объектом.

Поставленна  цель достигаетс  увеличением до четырех числа каналов формировани  управл ющих сигналов U, Up, от угловых перемещений элемента св зи с управл ющим объектом.

Па фиг.1 показана конструкци  доухкоординатного преобразовател , вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант структурной схемы одного из четырех двух- канальных вихретоковых измерителей зазоров; на фиг.4 - вариант структурной схемы преобразовател  координат. . Двухкоординатный преобразователь содер;кит диэлектрический каркас 1 , электропровод щее звено 2 св зи с управл ющим объектом, на конце которого на резьбе соосно установлены электропровод щий шарообразный элемент 3 и диэлектрическа  полусфера 4 равных диаметров, шарнирно закрепленные в отверстии каркаса 1, катущки 5 и 6 индуктивности, соединенные между собой , и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 7 первого вихретоково- го измерител  зазоров, катущки 8 и 9 индуктивности, соединенные между со- бо;; и с генераторным выходом и сцг- нальным входом второго канала элек0

5

0

5

0

5

0

тронного блока 7 перрого вихретоково- го измерител  зазоров. Пары катушек 5, 6 и 8, 9 индуктивности установлены под углом 90° одна к другой. Катушки 10 и 11 индуктивности соедине- 1Ш между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 12 второго вих- ретокового измерител  зазоров, катушки 13 и 14 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 12 второго вихре- токового измерител  зазоров. Пары катушек 10, 11 и 13, 14 индуктивности установлены под углом 90° одна к другой и под углом 45 к катушкам 5, 6 и 8, 9 индуктивности соответственно. Выходы электронного блока 12 соединены с входом первого преобразовател  15 координат. Катушки 16, 17 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 18 третьего вихретокового измерител  зазоров, катушки 19, 20 индуктивности соединены между собой и с генераторным и сигнальным входом второго канала электронного блока 18 третьего вихр етокового измерител  зазоров. Пары катушек 16, 17 и 19, 20 индуктивности установлены под углом 90 одна к другой и под углом 180 к катушкам 5, 6 и 8, 9 индуктивности соответственно. Катушки 21, 22 индуктивности соединены между собой -и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 23 четвертого вихретокового измерител  зазором, катушки

24. и 25 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 23 четвертого вих ретокового измерител  зазоров. Пары катушек 21, 22 и 24, 25 индуктивност установлены под углом 90° одна к другой и под углом 45° к катушкам 16, 17 и 19, 20 индуктивности соответственно .

Выходы электронного блока 23 соединены с входами второго преобразовател  26 координат. Первые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с входами первого коммутатора 27. Вторые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с входами второго коммутатора 28.

Электронные блоки 7, 12, 18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров выполнены идентичными по типовой схеме (на фиг.З пунктир) и состо т из генератора 29 пр моугольных импульсов , соединенного с усилител ми 30 и 31 мощности, синхронных детекторов 32, 33 и усилителей 34, 35 ctответственно первого и второго каналов. С выхода усилителей 34 и 35 снимаютс  сигналы об угловых перемешени х звена 2 св зи с управл ющим объектом в двух взаимно перпендикул рных плоскот х соответственно Uoi и Up, или и, и U,j в зависимости от положени  кату- индуктивности в каркасе I преобразовател . Преобразователи 15 и 26 координат выполнены идентичными по типовой схеме и включают в себ  (фиг.4) два модул тора 36 и 37, два синхронных детектора 38 и 39, мультивибратор 40 и фазосдвигающее устройств о 41. .

Двухкоординатный преобразователь работает следуюпшм образом.

Катушки 5, 6, 8, 9, 1C, II, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 24 и 25 индуктивности при через генераторные выходы соответствуюп(их элек тронных блоков 7, 12, 18 и 23 напр -  жнием высокой частоты навод т на поверхности шарообразного элемента 3 вихревые токи, которые в свою очередь мен ют параметры катушек индуктивности в зависимости от величины зазора между ни№1 и поверхностью шарообразного элемента 3. Зазор между катушками 6, 9, 11, 14, 17, 20, 22

o

5

0

5

0

0

5

0

5

5

и 25 индуктивности и поверхностью шарообразного элемента 3 выбран боль- 1ШМ величины диаметра этих катушек индуктивности, поэтому на них вихревые токи не вли ют. В исходном состо нии преобразовател  при перпендикул рном положении звена 2 св зи с управл ющим объектом относительно плоскости расположени  катушек 5, 8, 10, 13, 16, 19, 21 и 24 индуктивности зазоры между этими катушками и поверхностью шарообразного элемента 3 одинаковы, поэтому на сигнальные входы электронных блоков 7, 12, 18 и 23 всех четырех вихретоковых измерителей зазоров поступают равные сигналы, близкие к нулю, что обеспечиваемс  выбором витков катушек 6, 9, II, 14, 17, 20, 22 и 25 индуктивности. При отклонении звена 2 св зи с объектом управлени  от исходного положени  зазоры между катушками 5, 8, 10, 13, 16, 19, 21 и 24 итщуктивности измен ютс  и на выходах электронных блоков 7, 12, 18 и 23 по в тс  посто нные напр жени  соответственнЪ Uf

и.

Un

и.

и.

и.

Uot, . N

- Р, . OL. IJp, U;, Up,,

пропорциональные изменени м зазоро  перед каждой катушкой индуктивности. Дл  приведени  в соответствие напр жений , снимаемых с нечетных и четных электронных блоков нихретоковых измерителей зазоров соответственно 7, 18 и 12, 23 (получени  всех посто нных напр жений одной пол рности при задании звену 2 св зи с управл юпц м объектом углового перемещени  одной пол рности ) кажда  из двух пар катушек индуктивности, расположенных под углом 180° одна к другой соединены про- тивофазно с генераторными выходами своих электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров. Если, например , перед катушкой 5 индуктивности увеличен зазор, то перед катушкой 16 индуктивности зазор уменьшен, но за счет противофазного включени  катушек 5 и 16 индуктивности напр жени  на выходах электронных блоков 7 и 18 измен тс  на одинаковую величину одной пол рности. Дл  приведени  в соответствие величин выходных напр жений электронных блоков 7 и 12, 7 и 23 к последним подключены преобразо-- ватели 13 и 26 координат соответственно . В каждом преобразователе 15 и 26 координат входные посто нные напр жени  с помощью модул торов 36

10

и 37 преобразуютс  в переменные и затем с помощью синхронных детекторов 38 и 39, на опорные входы которых поступают специально сформированные напр жени  последовательно соединенных мультивибратора 40 с фа- зосдвигающим устройством 41, преобразуютс  в посто нные напр жени  U,, Ua. Эти напр жени  равны выходным напр жени м других электронных блоков , поскольку фазовый сдвиг опорных напр жений синхронных детекторов 38 и 39 преобразовател  15 или 26 координат равен углу между парами катушек индуктивности, подключенными к сравниваемым электронным блокам вих- ретоковых измерителей зазоров. С помощью коммутаторов 27 и 28 осуществл етс  переключение каналов формиро- 20 вани  управл ющих сигналов, вь бор одного из четырех входных.

4203556

лектрическом каркасе преобразовател 

15

в плоскости диэлектрической полусферы под углом 45 друг к другу на одинаковом -рассто нии от центра шарообразного , элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераторными выходами элек тронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двух канальные вихретоковые измерители зазоров , содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катущки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей зазоров установлены в корпусе преобразовател  на одинаковом рассто нии и соосно с основными, катущки индуктив- нэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента , соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров , ти,

Формула и. зобретени 

Двухкоордииатный преобразователь, содержащий звено св зи с управл ющим объектом, один конец которого с помощью шарообразного электропровод щего элемента, расположенного внутри диэлектрической полусферы, аксиально смещенной относительно центра электропровод щего элемента, шарнирно закреплен в диэлектрическом каркасе преобразовател , два двухканальных вихретоковых измерител  зазоров, содержащих электронные блоки и катущки ивдуктивности, установленнь1е в диэ0

0

5

5

0

5

в плоскости диэлектрической полусферы под углом 45 друг к другу на одинаковом -рассто нии от центра шарообразного , элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераторными выходами электронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двух- канальные вихретоковые измерители зазоров , содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катущки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей зазоров установлены в корпусе преобразовател  на одинаковом рассто нии и соосно с основными, катущки индуктив- нэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента , соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров , ти,

к другой, соединена с одним из входов одного из четырех электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, первые выходы которых соединены с входа ми. первого коммутатора, выходы второго и четвертого электронных блоков соединены с входами коммутаторов через соответствующие преобразователи координат.

кажда  пара катушек индуктивнос- установЛенна  под углом 90 одна

Фиг.З

Ф.иг. 2

u илии

и ft или Uf

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Двухкоординатный преобразователь, •содержащий звено связи с управляющим объектом, один конец которого с помощью шарообразного электропроводящего элемента, расположенного внутри диэлектрической полусферы, аксиально смещенной относительно центра электропроводящего элемента, шарнирно закреплен в диэлектрическом каркасе преобразователя, два двухканальных вихретоковых измерителя зазоров, содержащих электронные блоки и катушки индуктивности, установленные в диэ лектрическом каркасе преобразователя в плоскости диэлектрической полусферы под углом 45 друг к другу на одинаковом расстоянии от центра шарообразного, элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераторными выходами электронных блоков, преобразователь сис0 темы координат и два коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двух5 канальные вихретоковые измерители зазоров, содержащие восемь'катушек индуктивности и два электронных блока, катушки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей заiq зоров установлены в корпусе преобразователя на одинаковом расстоянии и соосно с основными,’ катушки* индуктивности, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемен>5 та, соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров , каждая пара катушек индуктивности, установленная под углом 90 одна (θ к другой, соединена с одним из входов одного из четырех электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, первые выходы которых соединены с входами. первого коммутатора, выходы второго и четвертого электронных блоков соединены с входами коммутаторов через соответствующие преобразователи координат.

   Фиг.З

   Фиъ.Ъ