SU739421A1 - Преобразователь системы координат дл пр моугольно-координатного вектормера - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной Технике и может быть использовано при построении преобразователя системы координат .для определения модуля вектора и его направления по известным ортогональным проекциям.·

Известно устройство геометрического суммирования, содержащее триггеры и формирователи [1].

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь системы координат для прямоугольно-координатного век— ₎₅ тормера, содержащий три триггера, три формирователя импульсов, пять ключей, сумматор, первый и второй генераторы входных напряжений, подключенные через первый и второй ключи к входам суммато— 20 ра, выход которого через третий ключ под- . соединен к входу индикатора модуля вектора, а через третий ключ — к входу фильт- . ра нижних частот, выходы первого тригге— ра соединены с входами второго и третьего триггеров соответственно, выход второго триггера подключен к управляющему входу первого ключа и к входу первого генератора пилообразного напряжения, вы. ход второго триггера — к управляющему входу второго ключа, первый выход второго генератора пилообразного напряжения соединен' с входом пятого ключа, второй выход — через первый формирователь импульсов — с управляющим входом третьего ключа и непосредственно - с входами второго и третьего формирователей импульсов [2].

Выходное постоянное напряжение пропор-. ционально модулю измеряемого вектора. Однако измерительное устройство не позволяет измерять направление вектора (фазу), так как затрудняет использование его в качестве преобразователя системы координат вектормера от прямоугольной к полярной. Представление же результатов из—, мерения в полярной системе координат в ряде случаев бывает более предпочтйтельsit ным. Например, при использовании прямоугольно-координатного вектормера в ка' честве составной части измерительного устройства, используемого для балансировки вращающихся валов, роторов й т.д., где амплитуда измеряемого вектора пропорциональна величине дисбаланса, фаза . указывает на его местоположение по углу в плоскости балансировки относительно опорной метки.

Цель изобретения - одновременное измерение' амплитуды и фазы вектора по двум его составляющим в прямоугольной системе координат, т.е. расширение его функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, •что в преобразователь системы координат для прямоугольно—координатного векторме— ра, содержащий три триггера, три формирователя импульсов, пять ключей, сумматор, первый и второй генераторы входных напряжений, подключенные через первый и второй ключи к входам сумматора, выход которого через третий ключ подсоединен к входу индикатора модуля вектора, а через четвертый ключ - ко входу фильтра нижних частот, выходы первого триггера соединены с входами второго и третьего триггера соответственно, выход второго триггера подключен к управляющему входу первого ключа и к входу первого Генератора пилообразного напряжения, выход второго триггера - к управляющему входу второго ключа, первый выход второго генератора пилообразного напряжения соединен с входом пятого ключа, второй выход - через первый формирователь им. пульсов - с управляющим входом третьего ключа и непосредственно - с входами второго и третьего формирователей им....... пульсов, введены два логических элемента И-НЕ, два генератора пилообразного на” 'йряженйя, генератор импульсов, компаратор, фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока, индикатор модуля вектора и индикатор фазы, выход первого генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, к второму входу которого через усилитель постоянного тока подключен выход фильтра нижних частот, выход уейлителй постоянного . тока соединен с входом пятого ключа, выходом подсоединенного к индикатору фазы, выход третьего ключа соединен с индикатором модуля вектора, выход второго фор-⁵⁵ мйрователя импульсов Соединен с первым . входом первого логического элемента ИНЕ, выход которого соединен с управляю

ШИМ входом третьего ключа, а второй · · вход - с выходом второго логического элемента И-НЕ, входом подключенного к выходу третьего формирователя импульсов, генератор импульсов соединен с входами первого триггера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерительного устройства; на фиг. 2 эпюры напряжения, поясняющие работу устройства.

Преобразователь системы координат содержит генератор 1 импульсов, триггеры 2-4, ключи 5 и 6, сумматор 7, первый генератор пилообразного напряжения 8, компаратор 9, второй генератор 10 пилообразного напряжения, формирователи импульсов 11—13, логические элементы 14 и 15 И-НЕ, ключи 16 и 17, фильтр 18' нижних частот, усилитель 19 постоянного тока, индикатор 20 модуля вектора, ключ 21, индикатор 22 фазы, генераторы 23 и 24 входных напряжений.

Принцип действия устройства основан преобразовании входных напряжений и пропорциональных составляющим на ^Ux . _ вектора 0 в йрймоуголыной системе координат в напряжение которое содержит напряжение (J в виде первой гармонической составляющей с последующим измерением модуля /и( и фазы^-сщс-Цг^р·'

Устройство работает следующим образом. '

Генератрр 1 импульсов, совместно с триггерами 2-4 формируют две последовательности импульсных напряжений одинаковой частоты и сдвинутых относительно друг-друга по фазе на угол —··

Ключи 5 и 6 преобразуют постоянные напряжения и 1% в импульсные, причем амплитуда и знак импульсных напряжений пропорциональны входным напряжениям, а временные соотношения повторяют временные соотношения управляющих импульсов с триггеров 3 и 4 (см. фиг. 2). На выходе суммирующего устройства 7 напряжение описывается выражением °° 4 / \ где ή =

Ц) 1 5» r .

круговая частота следования импульсов.

=1 акт литу да составляющей наПри h пряжения под знаком суммы представляет

-40-.

. .. ·

739421 ₆ собой пс что иное как модуль измеряемо- которой момент' сравнения двух напряже— го вектора / U / [ϋ [sin (υυΕ+Μ’Ί -U* sin (juE+U^cosuut,, где ^{1 u}k'|^|^cos4>’ U_y=|u|sih4

Для измерения модуля / £Г / и фазы ψ ¹⁰ выходное напряжение формирователя 12 импульсов снова преобразуется ключами и 17, так что постоянные состав- ляющие напряжений на выходах этих ключей Οχ и снова были бы пропордио— нальны входным напряжениям и 1)^ соответственно. Для этого ключи 16 и управляются импульсными периодическими напряжениями сдвинутыми по фазе на угол и сформированными от импульсов, управляющих ключом 5. Причем для подавления влияния высших гармони— .ческих составляющих, которые имеют место на выходе сумматора 7, длительность ₂₅ управляющих импульсов ключей 16 и 17 должна быть выбрана равной -g- периода.

Вводя задержку по фазе Ψ между последовательностями управляющих импульсов ключей 5 и 6, 16 и 17 соответственно, можно выбрать такое значение Ψ , при котором напряжение О, а

-К / 01. Где К - коэффициент пропорциональности, тогда напряжение на выходе ключа 17 будет пропорционально модулю измеряемого вектора / и ] представленного ³⁵ в виде составляющих U* и а угол Ψ¹ будет связан с измеряемым углом Ч’ соотношением го¹-Ч> — —^{4 γ} 2 40

Постоянный сдвиг на между и ψ¹ может быть учтен при градуировке или скомпенсирован.

Управляющие импульсы ключей 16 и ₄₅ 17 формируются с помощью формирователей импульсов 11-13 и логических элементов 14 и 15 И-НЕ из пилообразного напряжения генератора 10 пилообразного напряжения (см. фиг. 2). Задержка импульсов на угол осуществляется с помощью генератора 8 пилообразного напряжения и компаратора 9. Компаратор 9 вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность которых определяется величиной _$5 напряжения сравнения с выхода усилителя 19 постоянного тока. Усилитель 19 и фильтр 18 нижних частот замыкают цепь отрицательной обратной связи, посредством ний в компараторе 9 выбирается таким, чтобы постоянная составляющая напряжения ϋζ на выходе ключа 16 стремилась к нулю, а на выходе ключа 17 - к / U1 · Длительность выходных импульсов компаратора 9 при этом пропорциональна Ψ*. Длительность импульсов измеряется по измерению постоянной составляющей выходного напряжения ключа 21 индикатором 22. Напряжение на выходе ключа 21 повторяет напряжение на его входе, но с фиксированной амплитудой Использование изобретения позволяет .

осуществлять преобразование систем координат прямоугольно-координатного вектормера от прямоугольной к полярной. Причем, устройство преобразования выполненное в виде отдельного блока в прямоугольно-координатном вектормере позволит представлять результаты измерения как в прямоугольных, так и в полярных системах координат, устраняет операции ручного пересчета и улучшает удобства работы с’ вектормером.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 256859, кл,G 01 R 27/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 4562.31, кло G 01 R 27/ОО, 1975,

иг.1

,Л1ПЛ 11 П

а