SU407368A1 - УСТРОЯСТВО дл ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОШИБКИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ - Google Patents

Description

Г

Устройство относитс  к области автоматики и вычислительной техники и предназначено дл  автоматического определени  фазовой ошибки двухполюсных фазовращителей.

Известны устройства, позвол ющие измер ть фазовую ошибку двухполюсных фазовращателей . Одни из них стро тс  иа основе оптических угломерных устройств и не позвол ют автоматизировать испытани . Другие основаны на компенсационном методе, который предполагает автоматизацию измерений, но не обеспечивает достаточную точность при высокой частоте напр жени  питани  фазовращател . Более того, известные устройства во многих случа х не обеспечивают необходимой точности измерени  ошибки средиечастотных фазовращателей, погрешность которых оцениваетс  одной и меиее угловых минут. Существуют также измерительные устройства, построенные на дискретных электронных элементах и позвол ющие вести испытани  автоматически .Однако они не позвол ют получать необходимую точность измерени  при частоте напр жени  фазовра1цател , большей 5-10 кгц.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных использованием след щей системы установки заданных угловых координат испытываемого фазовращател  и структурой электронной схемы.

Целью изобретени   вл етс  повышение скорости и упрощение определени  ошибок фазовращател . Изобретение позвол ет устранить указанные недостатки и автоматически вести измерени  фазовой ошибки с высокой точностью в широком диапазоне частот питающих напр жений, например при частоте в 100 кгц и более. Устройство не содержит механических узлов, требующих специального изготовлени , а его электрическа  схема строитс  на серийных элементах, в основном, дискретного действи .

Иа чертеже представлена функциональна  схема устройства.

На валу испытываемого фазовраш,ател  / жестко крепи1т  ротор многополюсной электромеха-нической шкалы 2, обладающей электрической редукцией, например, равной 36. Вал фазовращател  через редуктор 3 соедипен с валом двигател  4, обмотка управлени  5 которого соединена через замыкающийс  контакт 6 реле 7 с источником переменного напр жени  8 и через размыкающийс  коитакт 9 - с выходом усилител  10.

Вход усилител  подключен к электрическому выходу шкалы 2, к которому также подключен нуль-орган //. Выход нуль-органа 11 через дифференцирующую цепь 12 подключен ко входу ждущего мультивибратора 13, выход

которого через другую дифференцируюп1у1()

цепь 14 подключен к первому входу триггера 15, первый выход которого соединен со входом схемы .

К первичной цепи фазавращател  У подключен нуль-орган 17, выход которого подключен к первому входу триггера 18, у которого первый выход подан на вход схемы «И 19. Вход другого нуль-органа 20 подключен к выходной цепи фазовоашатёл , а его выход соединен со входом схемы «И 21 и со вторым входом триггера 18. Второй выход триггера 13 подай на вход схемы «И 1, выход которой подключен к первому входу триггера 22. Первый выход триггера 22 соединен со входами схем «И 23, 21 и через дифференцирующую цепь 24 - со входами схем «И 25.

Второй .вход схемы «И 2 подключен к генератору импульсов стабильной частоты 2S, а выход - -ко второму входу схемы «И 19. Выход последней подключен к счетному входу счетчика 27, выходы разр дов которого подключены к первым входам схем «И 28.

Выход схемы «И 21 соединен со счетным входом счетчиКа 29, выход которого подключен ко вторым входам триггеров /5 и 22; через схему задержки 30 - ко вторым .входам схем «И 28, и ко входу ждущего мультивибратора 31, к выходу которого подключена обмотка реле 7; через схему задержки 32 - к первым входам схем «И 33, через схему задержки 34 - ко входу устадовки счетчика 27 и к первым входам схем «И 35.

Вторые входы схем «И 25 подключены к выходам разр дов регистра 36, а выходы - ко входам сумматора 37, выходы которого соединены со вторыми входами схем «И 33. Выходы схем «И 28 к 33 подключены ко входам сумматора 38, выходы которого присоединены ко вторым входам схем «И 35.

Перед началом измерени  совмещают угловую координату ротора фазовращател  /, соответствующую нулевому сдвигу фаз в первичной и во вторичной его цеп х, с нулевым положением высокоточной многополюсной щкалы 2, при котором ее выходной сигнал минимален . В этом положении подвижна  часть шкалы 2 фиксируетс  на валу фазовращател . Фазовращатель вручную поворочивают на некоторый угол, соответствующий увеличение разности фаз первичного и вторичного напр -, жений, и подают напр жение на электронную схему (цепи коммутации на чертеже не приведены ) . С этого момента устройство работает автоматически.

Поскольку положение шакалы 2 отлично от нулевого, ее выходной сигнал через .усилитель 10 и размыкающийс  контакт 9 подаетс  Hti управл ющую обмотку 5 двигател  4, который посредством редуктора 3 поворачивает подвил ную часть шкалы 2 и соответственно ротор фазовращател  до такого положени , пока выходной сигнал не будет практически равен нулю. Это соответствует первой дискретной углопой координате, в которой определ етс  фазова  ошибка.

В момент по влени  нулевого сигнала на выходе щкалы 2 срабатывает нуль-орган //, который через Д1 фференцирующую цепь 12 запускает ждущий мультивибратор 13 с длительностью выходного импульса, достаточной дл  завершени  переходных процессов в след щей системе. По истечении этого времени сигналом с дифференцирующей цепи М триггер 15 устанавливаетс  в такое положение, при котором подаетс  разрешающий потенциал на первый вход схемы «И Ж

Нуль-орган 20 срабатывает вс кий раз, когда сигнал во вторичной цепи фазовращател  достигает нулевого значени . После срабатывани  триггера 15 первое же срабатывание нуль-органа 20 приводит к пе{ ключению триггера 22 в такое положение, когда его выходной разрешающий потенциал подаетс  на входы схем «И , 21 и после дифференцировани  - на входы схем «И i25. Начина  с этого момента, импульсы генератора 26 поступают на вход схемы «И ,/i9 и начинаетс  непосредственное измерение фазовой ошибки фазовращател  в заданной угловой .координате.

Теперь при каждом срабатывании нуль-органа 17 триггер 18 занимает такое положение, при котором схема «И 19 пропускает импульсы генератора стабильной частоты 26 на вход счетчика 27. При каждом срабатывании пульоргаНа .2 триггер/5 возвращаетс  в исходное состо ние, в результате чего схема «И 19 перестает пропускать импульсы на вход счетчика 27. Таким образом, в счетчике 27 будет суммироватьс  числоимпульсов, соответствующее каждому измерению сдвига фазы выходного напр жени  фазовращател  в данной угловой координате его ротора.

Поскольку триггер с момента его -послед-него переключени  не изменил своего состо ни , при каждом срабатывании нуль-органа 20 с выхода схемы «И 21 поступает импульс на счетный вход счетчика 29. Таким образом, в счетчике 29 подсчитываетс  число периодов напр жени  фазовращател , в течение которых происходит измерение сдвига фаз фазовращател . Счетчик 29 формирует выходной сигнал при достижении некоторого наперед заданного числа, определ емого частотой напр жени  фазовращател  и желаемой точностью измерени  фазовой ошибки. Расчеты показывают , что ориентировочно оно составл ет тыс чи или дес тки тыс ч. По вление выходного сигнала на счетчике 29 означает окончание измерений сдвига .фаз в заданной yi-ловой координате.

Этот сигнал перебрасывает триггеры 15 и 22 в противоположные состо ни  и с некоторой задержкой 30 посредством схем «И 28 осуществл ет параллельный перенос числа из счетчика 27 в сумматор 3S. В сумматоре 38 формируетс  двоичный код, соответствующий суммарному значению реальных сдвигов фазы выходного напр л ени  фазовращател .

Эталонный .код, соответствующий расчетному дл  данной угловой координаты (1) 5 сдвигу, формируетс  в сумматоре 37 путем параллельного переноса кода регистра 36, ко торый посто нйо хранитс  в последнем. Пере нос кода происходит при срабатываииИ схем «И 25 по сигналу с триггера через дифференцирующую цепь 24. Параллельный перенос расчетного кода из сумматора 37 в сумматор 38 происходит по сигналу, поступающему со счетчика 29 с дополнительной задержкой 32, исключающей одновременый перенос эталонного и реального кодов в сумматор 35. Приведем некоторые соображени  о выборе реального и эталонного кодов. Разр дность эталонного кода должна соответствовать заданной разрешающей способности устройства. Так при Необходимости иметь разрешающую способность в 2 угловые минуты он должен содержать 13 информационых разр дов. Реальный код должен соответствовать по весу эталонному коду, т. е. должен содержать также }3 разр дов. Если предположить, что частота заполн ющих импульсов 2 Мгц, а частота наПр жеЕ )и  фазовращател  30 кгц ( мксек), то максимальное число импульсов заполпенни составл ет 66, т.е. приблизительно2. Отсюда дл  получеии  Ю-разр дного кода необходимо иметь еще 7 двоичных разр дов, а при условии, что за счет осреднени  измерений ,на счетчике 27 точность возрастает в п раз, общее число дополнительных разр дов составл ет (2) 2 2. Таким образом, реальный КОД состоит из двадцати двоичных разр дов , однако в сравнении с эталонным кодом должны участвовать лишь 13 старших его разр дов. Применительно к приведенным цифрам счетчик -29 должен содержать 14 двоичных разр дов. Отсюда врем  формировани  реального кода при каждом фиксированном значении угла составл ет примерно 0,65 сек. Увел1ИЧИва  это врем  или повыша  частоту заполн ющих импульсов, можно увеличить точность измерени . В сумматоре 38 происходит сравнение реального и эталонного кодов, а результат в виде их разности  вл етс  фазовой ошибкой фазовращател  в данной угловой точке и представл етс  на выходах схем «И 35. По сигналу с выхода счетчика 29 с учетом схемы задержки 30 Ждущий мультивибратор 31 включает на расчетное врем  реле 7. В течение этого времени через замкнутый контакт 6 подаетс  переменное напр жение на управл ющую обмотку 5 двигател  4. Двигатель поворачивает вал испытываемого фазовращател  в направлении следующей фиксированной точки. Окончательна  установка фазовращател  в этой точке происходит за счет сигнала с усилител  10 через контакт 9, который замыкаетс  при обесточивании обмотки реле 7. Описанный процесс повтор етс  при установке вала фазовращател  в каждой заданной дискретной угловой координате. При переходе на каждую новую угловую координату увеличиваетс  на одинаковую ве40 личину эталонный код в сумматоре 37 за счет прибавлени  к предыдущему расчетному коду кода регистра 86 Взаключении отметим, что точность устройства понизитс , если частоты напр жени  фазовращател  и генератора 26 будут кратны друг другу. Однако этого легко избежать, примен   автономные первичные генераторы. Предмет изобретени  Устройство дл  определени  ошибки фазовращател , содержащее двигатель с обмоткой управлени , редуктор, нуль-органы, усилитель, триггеры J генератор импульсов, счетчики, сумматоры , дифференцирующие цепи, схемы задержки , схемы «И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  скорости и упрощени  определени  ошибок фазовращател , в устройство введены многополюсна  шкала, реле, ждущие мультивибраторы и регистр, причем вал испытываемого фазовращател  жестко соединен с многополюсиой шкалой и через редуктор - с двигателем, управл юща  обмотка которого через замыкающийс  контакт реле подключена к источнику переменного напр жени  и через размыкающийс  контакт реле - к выходу усилител , вход которого подключен к выходу многополюсной шкалы и входу первого нуль-органа, у которого выход через первую дифференцирующую цепь подключен ко входу первого ждущего мультивибратора, выход которого через вторую дифференцирующую цепь соединен с первым входом триггера, соединенного первым выходом с первым входом первой схемы «И, второй вход которой подключен ко второму выходу второго триггера, у которого первый вход соединен с выходом второго нуль-органа, иодк-тюченпого к порвично цепи фазовращател , а второйу вход - с выходом третьего нуль-органа, подключенного ко вторичной цепи фазовращател , выход первой схемы «И соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого подключен к первым входам второй и третьей схем «И и через третью дифференцирующую цепь - к первым входам четвертых схол «И, второй вход второй схемы «И подключен к генератору импульсов, а выход - к первому входу п той схемы «П, второй вход которой сЪединеп с первым выходом второго триггера, а выход - со с-четпым входом первого счетчика, выходы разр дов которого подключены к первым входам шестых схем «И, второй иход третьей схемы «И соединен с выходом третьего нуль-органа, а выход - со счетным входом второго счетчика, вторые входы четвертых схем «И подключены к выходам разр дов регистра, а выходы - ко входам первого сумматора , выходы которого соединены с первыми входами седьмых схем «И, выход второю счетчика подключен ко вторым входам первого и третьего триггеров, через первую схему задержки - ко вторым входам шестых

схем «И, iKO входу второго ждущего мультивибратора , к выходу которого подключена обмотка реле, через вторую схему задержки - ко вторым входам седьмых схем «И и через третью схему задержки - ко входу установки

первого счетчика и ко вторым входам восьмых схем «И, выходы шестых : и седьмых схем «И подключены ко входам второго сумматора , выходыкоторого соединены с первыми входами восьмых схем «И.