Двухкоординатный преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике н может быть использояано в системах управления перемещением подвижных объектов. Цель изобретения состоит в повышении надежности дв хкоординатного преобразователя при использовании его в качестве элемента систем управления за счет создания четырех каналов формирования управляюп51х сигнапов от угловых перемещений одного звена связи с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 7 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4196384/24-28 (22) 16 ° 02.87 (46) 30 ° 08.88. Бюл. N - 32 (71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Н.Е.Конюхов, Ю.А.Яныщев, Ю.С.Дмитриев, В.H.Áóðîâ, В.П.В!колин и А.Н.Петров (53) 531 717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 642605, кл. С 01 В 7/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1 379608, кл. G О1 В 7/30, 1986.

„„SU„„1420355 А1 (54) ДВУХК00РДИПАТ1!Ь1й ПРЕОБРА30ВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления перемещением подвижных объектов.

Цель изобретения состоит в повьппении надежности двухкоординатного преобразователя при использовании его в качестве элемента систем управления за счет создания четырех каналов формирования управляющих сигHcLTIQB от угловых перемещений одного звена связи с

1420355 управляющим объектом. Каждый канал включает в себя по две пары катушек

5,6,8 и 9; 10,11,13 и 14; 16,17,19 и 20; 21,22,24 и 25 индуктивности, установленных в одной плоскости под о у лом 90 одна к другой над поверхностью шарообразного элемента 3, и двухканальные электронные блоки 7, 12,18 23 вихретоковых измерителей зазоров ° Для обеспечения идентичности сигналов от угловых перемещений

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления перемещением подвижных объектов.

Целью изобретения является повышение надежности двухкоординатного преобразователя при использовании его в качестве элемента системы управления, имеющего одно звено связи с управляю" щим объектом.

Поставленная цель достигается увеличением до четырех числа каналов формирования управляющих сигналов U<, U> от угловых перемещений элемента связи с управляющим объектом.

Ца фиг. l показана конструкция диухкоординатного преобразователя, вид сверху; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l; на фиг.3 — вариант структурной схемы одного иэ четырех двухканальных вихретоковых измерителей зазоров; на фиг.4 — вариант структурной схемы преобразователя координат. . Днухкоординатный преобразователь содержит диэлектрический каркас 1, электропроводящее звено 2 связи с управляющим объектом, на конце которого на резьбе соосно установлены электропроводящий шароббразный элемент 3 и диэлектрическая полусфера 4 равных диаметров, шарнирно закрепленные в отверстии каркаса 1, катушки 5 и 6 индуктивности, соединенные между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 7 первого вихретокового измерителя зазоров, катушки 8 и 9 индуктивнocти cо бо:: я с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала элекзвена 2 связи с управляющим объектом выходы второго 12 и четвертого.23 электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров соединены с входами преобразователей 15 и 26 координат. Первые выходы электронных блоков 7 и 18 и преобразователей 15 и

26 координат соединены с входами первого коммутатора 27, а вторые выхо-. ды — с входами второго коммутатора

28. 4 ил. тронного блока 7 первого вихретокового измерителя зазоров. Пары катушек

5, 6 и 8, 9 индуктивности установлео ны под углом 90 одна к другой. Катушки 10 и l! индуктивности соедине" ны между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 12 второго вихретокового измерителя зазоров, катушки 13 и 14 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 12 второго вихретокового измерителя зазоров. Пары ка" тушек 10, 11 и 13, 14 индуктивности а 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 преобразователя

15 координат. Катушки 16, 17 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 18 третьего вихретокового измерителя зазоров, катушки 19, 20 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 18 третьего вихретокового измерителя зазоров. Пары катушек 16, 17 и 19, 20 индуктивности установлены о под углом 90 одна к другой и под углом 180 к катушкам 5, 6 и 8, 9 ин35 дуктивности соответственно. Катушки

21, 22 иидуктивности соединены между собой -и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала элека

40 тронного блока 23 четвертого вихретокового измерителя зазором, катушки

4 и 25 индуктинности и поверхностью нарообраэного элемента 3 выбран большим величины диаметра этих катушек индуктивности, поэтому на них вихревые токи не влияют. В исходном состоянии преобраэонателя при перпендикулярном положении звена 2 связи с управляющим объектом относительно плоскости расположения 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 зазорон поступают равные сигналы, близкие к нулю, что обеспечивается выбором витков катушек 6, 9, 11, 14, 17, 20, 22 и 25 индуктивности. При отклонении звена 2 связи с объектом управления от исходного положения зазоры между катушками 5, 8, 10, 13, 16, 19, 21 и 24 индуктинности изменяются и на выходах электронных блоков 7, 12, 18 и 23 появятся постоянные напряжения соответственно U

I t I ф (1

U U Up, U Up пропорциональные йзменениям эазорон перед каждой катушкой индуктивности.

Для приведения и соответствие напряжений, снимаемых с .-.å÷eòêûõ и четных электронных блоков нихретоковых измерителей эазорон соответственно 7, 18 и 12„ 23 (получения всех постоянных напряжений одной полярности при задании звену 2 связи с управляющим объектом углового перемещения одной полярности) каждая из двух пар катушек индуктивности, расположенных под уго лом 180 одна к другой соединены противофазно 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 включения катушек 5 и 16 индуктивности напряжения на выходах электронных блоков 7 и 18 изменятся на одинаковую величину одной полярности. Для приведения в соответствие величин выходных напряжений электронных блоков 7 и 12, 7 и

23 к последним подключены преобразователи 15 и 26 координат соответственно. В каждом преобраэонателе 15 и 26 координат входные постоянные напряжения с помощью модуляторов 36

3 142

24 и 25 индуктивности соединены меж— ду собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 23 четвертого них5 ретокового измерителя зазоров. Пары . катушек 21, 22 и 24, 25 индуктивности о установлены под углом 90 одна к другой и под углом 45 к катушкам 16, 17 и 19, 20 индуктивности соответст- 10 венно.

Выходы электронного блока 23 соединены с входами второго преобразователя 26 координат. Первые выходы электронных блоков 7, 18 и преобра- 15 зователей 15 и 26 координат соединены с входами первого коммутатора 27.

Вторые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразонателей 15 и 26 координат соединены с входами второго 20 коммутатора 28.

Электронные блоки 7, 12, 18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров выполнены идентичными по типовой схеме (на фиг.3 пунктир) и состоят из 25 генератора 29 прямоугольных импульсов, соединенного с усилителями 30 и 31 мощности, синхронных детекторов

32, 33 и усилителей 34, 35 с(.пT-âåòñòвенно первого и второго каналов. С 30 выхода усилителей 34 и 35 снимаются сигналы об угловых перемещениях звена 2 связи с управляющим объектом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно U и U или U u (35

U в занисимости от положения катушек индуктивности в каркасе I преобразователя. Преобразователи 15 и 26 координат выполнены идентичнь(ми по типовой схеме и включают н себя 4р (фиг.4) два модулятора 36 и 37, два синхронных детектора 38 и 39, мультивибратор 40 и фазосдвигающее устройство 41..

Двухкоординатный преобразователь 45 работает следующим образом.

Катушки 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 24 и 25 индуктинности прн питании через генераторные выходы соответствую((1их элек- 50 тронных блоков 7, 12, 18 и 23 напряжением высокой частоты наводят на поверхности шарообразного элемента 3 вихревые токи, которые в свою очередь меняют параметры катушек индук- 55 тивности в з ависимос ти от величины зазора между ними и поверхностью шарообразного элемента 3. Зазор между катушками 6, 9, 11, 14, 17, 20, 22

1420355 и 37 преобразуются в переменные и затем с помощью синхронных детекторов 38 и 39, на опорные входы которых поступают специально сформи5 рованные напряжения последовательно соединенных мультивибратора 40 с фаэосдвигающим устройством 41, преобразуются в постоянные напряжения U, Up. Эти напряжения равны выходным 10 напряжениям других электронных блоков, поскольку фазовый сдвиг опорных напряжений синхронных детекторов 38 и 39 преобразователя 15 или 26 координат равен углу между парами катушек индуктивности, подключенными к сравниваемым электронным блокам вихретоковых измерителей зазоров. С помощью коммутаторов 27 и 28 осуществляется переключение каналов формиро- 20 вания управляющих сигналов, в бор одного из четырех входных.

Формула изобретения

Двухкоординатный преобр азов атель, содержащий звено связи с управляющим объектом, один конец которого с помощью шарообразного электропроводяще го элемента, расположенного внутри диэлектрической полусферы, аксиально смещенной относительно центра электропроводящого элемента, шарнирно закреплен в диэлектрическом каркасе преобразователя, два двухканальных вихретоковых измерителя зазоров, со35 держащих электронные блоки и катушки индуктивности, установленные в диэлектрическом каркасе преобразователя в плоскости диэлектрической полусфео ры под углом 45 друг к другу на одинаковом расстоянии от центра шарообразного элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераториыми выходами электронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двухканальные вихретоковые измерители зазоров, содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катушки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей за3оров установлены в корпусе преобразователя на одинаковом расстоянии и соосно с основными, катушки индуктивнэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента, соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, каждая пара катушек индуктивности, установленная под углом 90 одна 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.!

4 20355

zz

27

Фие. 2

usull< или Оу

Составитель К.Тавлинов

Корректор М.Демчик

Р актор М.Недолуженко Техред Jl.Олийнык

680 Подписное

Заказ 4316/42 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственнон -полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у . р