Фазорегулирующее устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>779909 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09. 10. 78 (21) 2672547/18-21 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 15,1180, бюллетень йо 42 (51)M Кл з

G 01 R 25/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317 . 373 (088. 8) Дата опубликования описания 18. 11. 80 (72) Автор. изобретения

А. Б. Лукашенок (71) 3а яв итель (54) ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО I

Изобретение относится к области электронзмерительной техники, предна- значено для .получения двух гармонических электрических сигналов с регули руемым значением угла сдвига фаз между ними н может быть использовано, например, при калибровке низкочастотных фазометров и аппаратуры гармонического анализа, в частности для нестационарных аэродинамических исследований методом вынужденных колебаний.

Известно фазорегулирующее устройство содержащее фотоэлектрические

",àò÷èêè, мосты, электрический привод и отсчетное устройство. Недостатком известного устройства является низкая точность установки сдвига фаз.

Известно фазорегулирующее устройство, которое содержит привод, цилиндрический корпус, центральный вал,отсчетное устройство, срстоящее из шкалы на корпусе и нониусного указателя, световой модулятор в виде прозрачного диска со светонепроницаемым эксцентричным профилем, расположенный между элементами двух оптоэлектронных пар, каждая из которых включает осветитель с линейным конденсатором и блок из двух фоторезисторов, 2 при этом элементы первой оптоэлектронной пары размещены неподвижно на . корпусе,: . фоторезисторы включены попарно в активные плечи двух диффе5 ренциальных мостов ;.остоянного тока, а выходная диагональ первого моста соединена с выходом устройства. Кроме того, в нем элементы второй оптоэлектронной пары размещены на пово10 ротном узле, жестко сочлененном с нониусным указателем отсчетного устройства и с осью поворота, совпадающей с осью центрального вала, причем выходная диагональ второго моста, имеющего фотореэисторы этой оптоэлектронной пары, соединена с выходом устройства через дополнительно введенный переключатель полярности.

Недостатком устройства (являются

20 сравнительно большие габариты устройства, главным образом, поперечные, определяемые оптимальным снижением нелинейных погрешностей генерируемых гармонических сигналов, и сложность

25 его конструкции, так как подвижный узел задания угла фазового сдвига и элементы отсчетного устройства имеют круговое исполнение, а из-за имеющих место механических люфтов трудно вы3{) держать стабильным их динамическое

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола

779909 взаимодействие. Сравнительйо сложно, кроме того, выполнение светового модулятора основного рабочего элемента устройства, который для обеспечения хорошей светопропускаемости должен иметь малую толщину, а это приводит к увеличению негативных воздействий на его геометрическое постоянство температурных ре>кимов. Все эти факторы вносят погрешности, снижающие точность воспроизведения двух гармонических электрических сигна -.ов 1О и регулирования угла сдвига фаз между ними.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощение конструкции. f5

Поставленная цель достигается тем, что в фазорегулирующем устройстве, содержащем светонепроницаемый корпус, блок отсчета, состояций из равномерной шкалы на,корпусе и но- 2О ниусного указателя, электропривод, соединенный через регулируемый резистор с источником напряжения и механически связанный с эксцентриковым световым модулятором, располох<енным ме>хду элементами двух оптоэлектронных пар, каждая из которых включает с одной стороны блок из двух фоторезисторов, а с другой — осветитель с конденсором, при этом элементы первой оптоэлектронной пары размещены ЗО неподвижно на корпусе в каждом из блоков фоторезисторов последние соединены в смежные плечи двух дифференциальных мостов постоянного тока, два других смежных плеча в которых 35 образуют резисторы, одна из диагоналей каждого из мостов соединена с источником. напряжения, а другая соединена с выходом устройства, причем первого — непосредственно, а второго - через переключатель полярности, элементы второй оптроэлектронной пары размещены на каретке,жестко сочлененной с нониусным указателем блока отсчета и имеющей возможность перемещаться относительно корпуса в продольном направлении,с которым совпадает ось вращения эксцентрикового светового модулятора в

: виде цилиндра с центральной осью, причем световые тракты оптоэлектронных пар перпендикулярны оси вращения модулятора.

На фиг. 1 изображен схематически внешний вид фазорегулирующего устройства" на фиг. 2 — его электриче-! ская схема на фиг. 3 — вид эксцентрикового светового модулятора и расположение относительно него элементов оптоэлектронных пар, а также блока отсчета. 40 Фазорегулирующее устройство состоит иэ оптико-механической и эле ктрической частей.

Оптйко-мехайическая часть (фиг.1) содержит электропривод 1, светоне- 65 проницаемый корпус 2, блок отсчета, состоящий из прямой шкалы 3 на корпусе и нониусного указателя 4, эксцентриковый световой модулятор 5, первая и вторая оптроэлектронные пары, содержащие первый и второй осветительные узлы 6 и 7, первый и вто-. рой блоки из двух фоторезисторов 8 и 9, и каретку 10.

Электрическая часть (фиг.2)обра зована первым и вторым мостами постоянного тока 11 и 12 с фоторезисторами в двух смех<ных плечах 13,14,15 и 16, первым и вторым резисторами 17, 18, 19 и 20 в,.других плечах. Выходные диагонали мостов соединены с выходом фазорегулирующего устройства панелью 21 непосредственно и через переключатель полярности 22. Источник постоянного напрях<ения 23 через регулируемый резистор 24 соединен с электроприводом.

Эксцентриковый световой модулятор

5 (фиг.3,а,б,в) представляет собой цилиндр из непрозрачного материала (например, из эбонита), имеющий на участке размещения элементов 6 и 8 первой оптоэлектронной пары вид линейного эксцентрика, а на участке, вдоль которого перемецается каретка

10 с элементами 7 и 9 второй оптоэлектронной пары, вид сопрягаемой с ним части кругового (в плане)эксцентрика, центральная ось которого представляет; собой половину периода гармонической (например, синусоидальнойь|п Мс) функции основной гармоники, построенной в цилиндрической системе координат.

Работает фазорегулируюцее устрой-, ство следующим образом.

Посредством электропривода 1, с регулировочным реостатом 24 в цепи питания эксцентриковому световому модулятору 5 сообщается равномерное вращение с требуемой угловой скоростью Ю, который изменяет яо синусоидальному закону световые потоки,па.— даюцие .от осветительных узлов 6 и 7 на светочувствительные площадки фоторезисторов ф, -ф в блоках 8 и 9, причем дифференциально у фоторезисторов каждого блока. Это приводит к соответствующему изменению сопротивлений фоторезисторов, которые включены в активные плечи одинарных(четырехплечных) мостов постоянного тока 11 и 12. На высокоомных выходах мостов получаем сигналы, пропорциональные функции изменения сопротивлений активных плеч. В частностИ, когда световой тракт между элементами 7 и 9 второй оптоэлектронной пары находится на границе перехода между линейным и нелинейным. участками цилиндрического эксцентрикового светового модулятора, электрические сигналы на выходах мостов 11 и 12 синфазны, и угол

779909

Формула изобретения сдвига фаз между ними равен нулю (Э =О) т.е.

U< (t) =U<(t) =sin

Установка требуемого угла фазового сдвига Ф между этими электрическими сигналами осуществляется перемещением каретки 10 с элементами второй оптоэлектронной пары вдоль продольного направления корпуса 2, Отсчет угла ведется с высокой степенью точности посредством нониусного указателя 4 по шкале 3. Тогда снимаемые с выхода фазорегулирующего устройства гармонические сигналы пропорциональны

0 (t) =s! пят 0д (t) =s in(ШЙ +Ф)у причем при 0 ((> 4180© выходы мостов

11 и 12 подключаются согласно (пере ключатель поля<>ности 14 находится в положении I), а при 180 4 Р1 360О,встречно (переключатель полярности

14 переводится в положение (1).

Идентичност элементов мостов 11 и 12 упрощает их начальную балансировку, а так>хе юстировку световых трактор оптоэлектронных пар. Это исключает погрешность при больших

Ь), из-за инерционности Фоторезисторов частотный диапазон работы фазорегулирующего устройства находится от нуля до тысячи герц. Масса зксцентрикового светового модулятора 5 достаточно мала и в силу этого может применяться маломощный электропривод 1.

Таким образом, Фазорегулирующее устройство отличается малой могрешностью в динамике воспроизведения угла Фазового сдвига в пределах 0-360<> между аналогичными электрическими гармоническими сигналами за счет перемещения подви><ного элемента (каретки 10) вдоль линейной шкалы, имеющей градуировку, отвечающую половине периода гармонической функции в цилиндрических координатах.

Фазорегулирующее устройство,содержащее светонепроницаемый корпус, блок отсчета, состоящий иэ равномерной шкалы на корпусе и нониусного указателя, электропривод, соединен1О ный через регулируемый резистор с источником напря>кения и механически связанный с эксцентриковым световым модулятором, располо>хенным между элементами первой и второй оптоэле15 ктронных пар, каждая из которых включает с одной стороны блок из двух фоторезисторов, а с другой — осветитель с конденсором, при этом элементы первой оптоэлектронной пары щ размещены неподви>хно на корпусе, в ка>хдом из блоков Фоторезисторов последние соединены в сме>хные плечи двух дифференциальных мостов постоянного тока, два других сме><ных плеча в которых образуют резисторы, одна из диагоналей каждого из мостов соединена с источником напряжения, а другая соединена с выходом устройства, причем первого — непосредственно с панелью, а второго — через

3() переключатель полярности, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, элементы второй оптоэлектронной пары размещены на каретке, 35 жестко сочлененной с нониусным указателем блока отсчета и имеющей возмох<ность перемещаться относительно корпуса в продольном направлении,с которым совпадает ось вращения экс4р центрикового световОго модулятора в виде цилиндра с центральной осью, причем световые тракты оптоэлектронных пар перпендикулярны оси вращения модулятора.