RU189784U1 - Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла - Google Patents
Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла Download PDFInfo
- Publication number
- RU189784U1 RU189784U1 RU2019106249U RU2019106249U RU189784U1 RU 189784 U1 RU189784 U1 RU 189784U1 RU 2019106249 U RU2019106249 U RU 2019106249U RU 2019106249 U RU2019106249 U RU 2019106249U RU 189784 U1 RU189784 U1 RU 189784U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- cpu
- inputs
- input
- dividers
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/48—Servo-type converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к средствам контроля цифровых преобразователей угла (ЦПУ) и может быть использована для их контроля.Сущность полезной модели заключается в том, что тестовые сигналы формируются путем подключения к входам проверяемого цифрового преобразователя угла в определенном порядке сигналов, эквивалентных сигналам на выходе вращающегося трансформатора в восьми угловых точках, кратных 45°, и в восьми угловых точках, в которых tgα=±0,5 (26° 33' 54'', 153° 26' 06'', 206° 33' 54'' и 333° 26' 06'') или tgα=±2 (63° 26' 06'', 116° 33' 54'', 243° 26' 06'' и 296° 33' 54''). С этой целью в устройстве для контроля цифрового преобразователя угла, содержащем формирователь тестовых сигналов и электронно-вычислительную машину (ЭВМ), формирователь тестовых сигналов содержит четыре одинаковых управляемых делителя напряжения, каждый из которых содержит по два двухполюсный ключа, выходы которых соединены между собой через одинаковые резисторы и являются выходом управляемых делителей напряжения и формирователя тестовых сигналов для подключения к прямым и инверсным синусным и косинусным входам проверяемого ЦПУ. Первые входы двухполюсных ключей и управляемых делителей соединены между собой и через разделительный конденсатор подключены к выходу буферного усилителя, вход которого соединен с выходом делителя опорного напряжения, а выходы ЭВМ подключены к входам управляемых делителей напряжения, которые являются управляющими входами двухполюсных ключей, на которые поступают сигналы управления от ЭВМ при формировании угловых эквивалентов для всех проверяемых точек.Техническим результатом от использования заявленного решения является повышение точности автоматического контроля ЦПУ. 1 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в угломерных системах, использующих в качестве датчиков входной угловой величины вращающийся трансформатор, а в качестве кодирующего элемента - преобразователь «угол - код», преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы вида Usinα sinωt и Ucosα sinωt, поступающие от ВТ, в цифровой код, пропорциональный углу поворота вала ВТ (далее по тексту ЦПУ - цифровой преобразователь угла).
Известно устройство контроля ЦПУ содержащее вращающийся трансформатор (ВТ), закрепленный на прецизионном угломерном устройстве, как правило, на оптической делительной головке (ОДГ) [1. стр. 267]. Такое устройство является очень громоздким, дорогим и не может быть использовано для автоматического контроля ЦПУ в составе прибора и при серийном заводском производстве. Кроме того, в этой схеме, как ВТ, так и ОДГ являются средствами измерения, подлежащими метрологической поверке и аттестации.
Известно устройство автоматического контроля ЦПУ, содержащее прецизионный эталонный формирователь синусно-косинусных напряжений, на цифровые входы которого от ЭВМ задаются коды пропорциональные sinα и cosα, а на аналоговый вход поступает напряжение возбуждения Usincωt от проверяемого ЦПУ [2 стр. 380]. Эти величины перемножаются в прецизионных множительных цифро-аналоговых преобразователях, в результате чего выходные напряжения эталонного формирователя становятся эквивалентными напряжениям выходных обмоток вращающегося трансформатора, вал которого повернут на угол a (Usinα sinωt и Ucosα sinωt). В этом устройстве эталонный формирователь является средством измерения, для метрологической аттестации которого требуется прецизионное дорогостоящее измерительное оборудование (прецизионный вольтметр переменного тока, фазометр, измеритель коэффициента нелинейных искажений). Кроме того, и к самому эталонному формирователю предъявлены высокие метрологические требования, например, такие как погрешность рассогласования масштабов каналов Usinα и Ucosα, фазовый сдвиг несущей, возникающий в эталонном преобразователе, а также его временная и температурная стабильность, которые также входят в результат преобразования. К характеристикам, существенно влияющим на результат контроля, относятся и такие характеристики как напряжение смещения выходных усилителей эталонного формирователя, нелинейные искажения, пульсации и помехи от источников питания и другие.
Известно устройство контроля цифрового ЦПУ, раскрытое в описании полезной модели [3]. Это устройство содержит первый, второй, третий и четвертый ключи, при этом устройство контроля ЦПУ выполнено с возможностью передачи на электронно-вычислительную машину (ЭВМ) сигналов от проверяемого ЦПУ и получения от ЭВМ сигналов управления ключами. В устройство дополнительно введен вращающийся трансформатор (ВТ), первый, второй, третий и четвертый ключи выполнены двухполюсными, первые входы двухполюсных ключей соединены между собой и являются входами для подключения к выходу напряжения возбуждения проверяемого ЦПУ, вторые входы двухполюсных ключей соединены между собой и являются входами для подключения к нулю напряжения возбуждения проверяемого ЦПУ, выходы первого и второго ключей подключены соответственно к первому и второму выводам первой статорной обмотки ВТ, выходы третьего и четвертого ключей подключены соответственно к первому и второму выводам второй статорной обмотки ВТ, первый и второй выводы первой роторной обмотки ВТ являются выходами для подключения соответственно к синусному и инверсному синусному входам проверяемого ЦПУ, а первый и второй выводы второй роторной обмотка ВТ являются выходами для подключения соответственно к косинусному и инверсному косинусному входам проверяемого ЦПУ, при этом на управляющие входы ключей подаются сигналы, подключающие на статорные обмотки ВТ в определенных различных комбинациях напряжение возбуждения или нуль напряжения возбуждения и формирующие на роторных обмотках ВТ напряжения, соответствующие заданным углам, дополнительно сдвинутым на угол поворота вала.
Недостатком устройства, раскрытого в описании полезной модели [3] является ограниченное количество точек контроля.
Известно также устройство автоматического контроля ЦПУ, раскрытое в описании полезной модели [4]. Это устройство является по технической сущности наиболее близким к предлагаемому и принято за прототип.
Устройство-прототип содержит формирователь тестовых сигналов, проверяемый ЦПУ и электронно-вычислительную машину (ЭВМ), вход которой является входом для подключения выходного сигнала проверяемого ЦПУ. Формирователь тестовых сигналов содержит первый, второй, третий и четвертый идентичные резисторы, первые выводы которых соединены между собой и связаны со входом формирователя тестовых сигналов, который является входом для подключения напряжения возбуждения от проверяемого ЦПУ, первый, второй, третий и четвертый однополюсные ключи, первые выводы которых соединены со вторыми выводами соответственно первого, второго, третьего и четвертого резисторов, соединенными соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами формирователя тестовых сигналов, которые являются выходами формирователя тестовых сигналов для подключения соответственно прямого синусного, инверсного синусного, прямого косинусного и инверсного косинусного входов проверяемого ЦПУ. Вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого однополюсных ключей соединены с шиной нулевого потенциала. Выходы ЭВМ подключены к управляющим входам однополюсных ключей, на которых ЭВМ формирует управляющие сигналы при формировании тестовых сигналов, соответствующих углам 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и 315°. При этом на управляющем входе первого ключа с соответствующего выхода ЭВМ формируется сигнал включения ключа при формировании тестового сигнала, соответствующего углам 0°, 180°, 225°, 270°, 315° и формируется сигнал отключения ключа при формировании тестового сигнала соответствующего другим углам, на управляющем входе второго ключа с соответствующего выхода ЭВМ формируется сигнал включения ключа при формировании тестового сигнала, соответствующего углам 0°, 45°, 90°, 135° и 180° и формируется сигнал отключения ключа при формировании тестового сигнала соответствующего другим углам, на управляющем входе третьего ключа с соответствующего выхода ЭВМ формируется сигнал включения ключа при формировании тестового сигнала, соответствующего углам 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и формируется сигнал отключения ключа при формировании тестового сигнала, соответствующего другим углам, на управляющем входе четвертого ключа с соответствующего выхода ЭВМ формируется сигнал включения ключа при формировании тестового сигнала, соответствующего углам 0°, 45°, 90°, 270°, 315° и формируется сигнал отключения ключа при формировании тестового сигнала соответствующего другим углам. При этом входы ЦПУ подключены к выходам формирователя тестовых сигналов либо через разъемы, либо через релейные элементы.
Недостатком устройства-прототипа является ограниченное количество точек контроля (8), не позволяющее выявить погрешность вида δ=k sin4α, характерную для дифференциальных фазовых ЦПУ, так как в точках кратных 45°, при которых проводится контроль преобразователя, значение этой составляющей погрешности равно нулю (здесь δ - относительная погрешность преобразования, k - коэффициент пропорциональности, α - угловое воздействие).
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание простого устройства с увеличенным количеством проверяемых точек для автоматического контроля ЦПУ без использования метрологического аттестационного оборудования.
Технический результат от использования предлагаемого устройства заключается в повышении точности контроля ЦПУ.
Предлагаемое устройства контроля ЦПУ позволяет точно формировать (имитировать) синусно-косинусные напряжения для проверки ЦПУ в 16-ти точках.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство контроля цифрового преобразователя угла (ЦПУ), содержащее формирователь тестовых сигналов, электронно-вычислительную машину (ЭВМ), вход которой при проведении контроля подключен к цифровому выходу проверяемого ЦПУ, дополнительно введены делитель опорного напряжения, первый и второй однополюсные ключи, буферный усилитель и разделительный конденсатор, при этом в предлагаемом устройстве формирователь тестовых сигналов содержащит четыре одинаковых управляемых делителя напряжения, каждый из которых содержит первый и второй двухполюсные ключи, выходы которых соединены между собой через одинаковые первый и второй резисторы и являются выходом управляемых делителей напряжения для подключения прямого синусного входа проверяемого ЦПУ к выходу первого управляемого делителя напряжения, инверсного синусного входа проверяемого ЦПУ к выходу второго управляемого делителя напряжения, прямого косинусного входа проверяемого ЦПУ к выходу третьего управляемого делителя напряжения и инверсного косинусного входа проверяемого ЦПУ к выходу четвертого управляемого делителя напряжения, первые входы первого и второго двухполюсных ключей управляемых делителей напряжения соединены между собой и через разделительный конденсатор, подключены к выходу буферного усилителя, вход которого соединен с выходом делителя опорного напряжения, вторые входы первого и второго двухполюсных ключей управляемых делителей напряжения соединены с шиной нулевого потенциала, управляющие выходы ЭВМ подключены к управляющим входам всех управляемых делителей напряжения, которые являются управляющими входами первого и второго двухполюсных ключей, на которых ЭВМ формирует управляющие сигналы, делитель опорного напряжения содержит первый, второй и третий резисторы, при этом первый вывод первого резистора делителя опорного напряжения соединен с выходом опорного напряжения проверяемого ЦПУ, второй вывод первого резистора делителя опорного напряжения соединен с первыми выводами второго и третьего резисторов делителя опорного напряжения и является выходом делителя опорного напряжения, второй вывод второго резистора делителя опорного напряжения соединен через первый однополюсный ключ с шиной нулевого потенциала, а второй вывод третьего резистора делителя опорного напряжения соединен с шиной нулевого потенциала через второй однополюсный ключ, управляющие входы первого и второго однополюсных ключей подключены к управляющим выходам ЭВМ.
В предлагаемом устройстве тестовые сигналы формируются путем подключения к входам проверяемого ЦПУ в определенном порядке сигналов, эквивалентных сигналам в угловых точках, кратных 45° и в угловых точках, в которых tgα=±0,5 (26° 33' 54'', 153° 26' 06'', 206° 33' 54'' и 333° 26' 06'') и tgα=±2 (63° 26' 06'', 116° 33' 54'', 243° 26' 06'' и 296° 33' 54''). При обработке полученных измерений в ЭВМ для всех точек определяется погрешность.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором обозначены:
1 - формирователь тестовых сигналов;
2, 3, 4, 5 - первый, второй, третий и четвертый управляемые делители напряжения Д1, Д2, Д3 и Д4, соответственно, составляющие формирователь тестовых сигналов;
6 и 7 - соответственно первый К1 и второй К2 двухполюсные ключи управляемых делителей 2, 3, 4, 5 напряжения;
8 и 9 -первый R1 и второй R2 резисторы управляемых делителей 2, 3, 4, 5 напряжения, соответственно;
10 - разделительный конденсатор;
11 - контролируемый ЦПУ;
12 - буферный усилитель;
13 - делитель опорного напряжения Д5;
14, 16 и 17 - первый R3, второй R4 и третий R5 резисторы делителя 13 опорного напряжения, соответственно;
15 - ЭВМ;
18, 19 - соответственно первый К3 и второй К4 однополюсные ключи.
Предлагаемое устройство контроля ЦПУ содержит формирователь тестовых сигналов 1, состоящий из управляемых делителей напряжения 2, 3, 4 и 5, и ЭВМ 15, вход которой при проведении контроля подключен к цифровому выходу проверяемого ЦПУ 11.
Формирователь тестовых сигналов 1 содержит четыре одинаковых управляемых делителя 2, 3, 4 и 5 напряжения, каждый из которых содержит первый и второй двухполюсные ключи 6 и 7, выходы которых соединены между собой через одинаковые резисторы 8 и 9, точка соединения которых является выходом делителей 2, 3, 4 и 5.
Управляющая ЭВМ 15 выполнена в виде микроЭВМ, расположенной на одной плате с другими элементами предлагаемого устройства.
Выход первого управляемого делителя 2 напряжения является выходом для подключения прямого синусного входа проверяемого ЦПУ 11 : входа Usinα. Выход второго управляемого делителя 3 напряжения является выходом для подключения инверсного синусного входа проверяемого ЦПУ 11 : входа -Usinα. Выход управляемого делителя 4 напряжения является выходом для подключения прямого косинусного входа проверяемого ЦПУ 11 : входа Ucosα. Выход управляемого делителя 5 напряжения является выходом для подключения инверсного косинусного входа проверяемого ЦПУ 11 : входа -Ucosα.
Первые входы двухполюсных ключей 6 и 7 управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 напряжения соединены между собой и через разделительный конденсатор 10, исключающий прохождение на входы управляемых делителей напряжения 2, 3, 4 и 5 постоянного напряжения, подключены к выходу буферного усилителя 12, вход которого соединен с выходом делителя опорного напряжения 13.
Емкость конденсатора 10 выбирают таким образом, чтобы его реактивное сопротивление не влияло на фазовые характеристики опорного напряжения при прохождении его через конденсатор.
Вторые входы двухполюсных ключей 6 и 7 управляемых делителей напряжения 2, 3, 4 и 5 соединены с шиной нулевого потенциала «0»REF. Выходы ЭВМ 15 подключены к входам управляемых делителей напряжения 2, 3, 4 и 5, которые являются управляющими входами двухполюсных ключей 6 и 7, на которые поступают сигналы управления от ЭВМ 15 при формировании всех проверяемых точек.
Делитель 13 опорного напряжения содержит первый резистор 14 (R3), второй резистор 16 (R4) и третий резистор 17 (R5), при этом первый вывод первого резистора 14 соединен с выходом опорного напряжения UREF проверяемого ЦПУ 11, второй вывод первого резистора 14 соединен с первыми выводами второго и третьего резисторов 16 и 17 и является выходом делителя опорного напряжения 13, второй вывод второго резистора 16 соединен через первый однополюсный ключ 18 с шиной нулевого потенциала «0»REF, а второй вывод третьего резистора 17 соединен с шиной нулевого потенциала «0»REF через второй однополюсный ключ 19, управляющие входы однополюсных ключей 18 и 19 подключены к управляющим выходам ЭВМ 15, подключающей, в зависимости от выбранной точки, ко входу формирователя тестового сигнала 1 необходимый уровень опорного напряжения.
Сопротивления резисторов 8 и 9 управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 напряжения, имеют одинаковую величину и выбираются на один-два десятичных порядка меньше входного сопротивления проверяемого ЦПУ 11. Сопротивления резисторов 16, 17 и 18 управляемых делителя 13 опорного напряжения выбирают таким образом, чтобы не нагружать выход UREF. ЦПУ 11. Обычно величина сопротивлений резисторов 8, 9, 16, 17 и 18 выбирают в пределах от единиц до десятков килоом.
Предлагаемое устройство для контроля ЦПУ работает следующим образом.
Формирование синусно-косинусных напряжений в углах 0°, 90°, 180° и 270° осуществляется подключением резисторов 8 и 9 одного из управляемых делителей 2, 3, 4 или 5 напряжения в соответствии со значениями функций Usinα и Ucosα в выбранной угловой точке к шине напряжения возбуждения через буферный усилитель 12 и конденсатор 10. При этом резисторы 8 и 9 остальных управляемых делителей напряжения подключены к шине нулевого потенциала «0»REF. При имитации угловых точек 45°, 135°, 225° и 315° в зависимости от знака функций Usinα и Ucosα в соответствующих квадрантах напряжения возбуждения через буферный усилитель 12 и конденсатор 10 подключена одна пара резисторов 8 и 9 из управляемых делителей напряжения 2 или 3 и одна пара резисторов 8 и 9 из управляемых делителей напряжения 4 или 5. Остальные резисторы 8 и 9 управляемых делителей напряжения при этом подключены к шине нулевого потенциала «0»REF. Таким образом, в углах 0°, 90°, 180° и 270° на один из четырех дифференциальных входов проверяемого ЦПУ 11 через параллельно включенную пару резисторов 8 и 9 поступает усиленное напряжение возбуждения, три других входа проверяемого ЦПУ 11 через параллельно включенные пары резисторов 8 и 9 подключены к шине нулевого потенциала «0»REF. В угловых точках 45°, 135°, 225° и 315° на синусный и косинусный входы ЦПУ 11 одновременно через параллельно включенные пары резисторов 8 и 9 выбранных управляемых делителей напряжения поступает усиленное напряжение возбуждения, а два других разноименных входа ЦПУ 11 через параллельные пары резисторов 8 и 9 управляемых делителей напряжения подключены к шине нулевого потенциала «0»REF. Благодаря тому, что усиленное напряжение возбуждения поступает на входы проверяемого ЦПУ 11 через одинаковые резисторы, при условии равенства входных сопротивлений дифференциальных входов ЦПУ 11 или при их достаточно большой величине по отношению к величине R/2, на входах проверяемого ЦПУ 11 напряжения Usinα и Ucosα будут равны. Здесь величина R/2 равна параллельному соединению резисторов 8 и 9 величины сопротивления любого управляемого делителя 2, 3, 4 и 5. Равенство указанных напряжений обеспечивает точную имитацию входных напряжений в угловых точках 45°, 135°, 225° и 315°.
При имитации угловых точек, в которых tgα=±0,5 (26° 33' 54'', 153° 26' 06'', 206° 33' 54'' и 333° 26' 06'') или tgα=±2 (63° 26' 06'', 116° 33' 54'', 243° 26' 06'' и 296° 33' 54'') устройство формирует на одном из входов ЦПУ 11, например, на синусном входе, напряжение, пропорциональное половине напряжения возбуждения, а на другом входе ЦПУ 11, например, на косинусном входе, напряжение, пропорциональное напряжению возбуждения. При этом при положительном значении функции Usinα напряжение формируется на прямом синусном входе ЦПУ 11, а при отрицательном значении функции Usinα напряжение формируется на инверсном синусном входе ЦПУ 11, аналогично напряжения формируется и на косинусных входах преобразователя. Для исключения погрешности, вносимой резисторами управляемого делителя напряжения 8 (R1) и 9 (R2), формирующими напряжение, пропорциональное половине напряжения возбуждения, измерение в указанных точках проводится за две проверки. В первой проверке к выходу буферного усилителя 12 подключен один из резисторов 8 или 9 управляемого делителя 13 напряжения, а второй резистор подключен к шине нулевого потенциала, при этом преобразователь 11 измеряет значение угла α1. Во второй проверке резисторы управляемого делителя 13 напряжения меняются местами: второй резистор 8 или 9 подключен к выходу буферного усилителя 12 напряжения возбуждения, а первый резистор к шине нулевого потенциала, и преобразователь 11 измеряет значение угла α2. За результат измерения угла принимается полусумма двух измерений, полученных в первой и во второй проверках, то есть 
Таким образом, подключая на один из входов проверяемого ЦПУ 11 sinα (cosα) сигнал, пропорциональный напряжению возбуждения, а на другой вход ЦПУ 11 cosα (sinα) сигнал, пропорциональный половине напряжения возбуждения, устройство позволяет дополнительно точно имитировать 8 угловых точек, в которых tgα=±0,5 или tgα=±2, практически без внесения в результат измерения погрешностей рассматриваемого устройства.
Расчеты показывают, что погрешность преобразования Δ, обусловленная погрешностями резисторов R1 и R2 крайне мала, так, например, при использовании в делителях резисторов с допуском 0,1%, Δ=4×10-8 радиана или 0,008'' (угловой секунды), а при использовании в делителях резисторов с допуском 10%, величина Δ=4×10-4 радиана или 1,2' (угловой минуты). То есть, при разумном выборе допуска резисторов (0,05%-0,1%) величиной Δ можно просто пренебречь.
Полный объем проверок ЦПУ 11 с помощью предлагаемого устройства приведен в таблице 2.
Для устранения влияния изменения абсолютного значения входного напряжения в различных проверяемых угловых точках на точность ЦПУ 11 на делители 2, 3, 4 и 5 усиленное напряжение возбуждения поступает через делитель 13, состоящий из резисторов 14, 16, и 17 (R3, R4 и R5) и двух однополюсных ключей 18 (К3) и 19 (К4). В проверяемых точках 0°, 90°, 180° и 270° выходное напряжение делителя 13 должно быть равно номинальному входному напряжению проверяемого ЦПУ 11. В точках 45°, 135°, 225° и 315°, при замкнутом ключе 18 (К3), выходное напряжение делителя 13 должно быть примерно равно 0,707 от номинального значения, а в остальных точках примерно 0,9 от номинального значения входного напряжения ЦПУ 11. Данные о нагрузке делителя 13 приведены в таблице 1.
Примечание.
Где R - сопротивление первого и второго резисторов 8 и 9 управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 напряжения,
Rвх - входное сопротивление проверяемого ЦПУ 11,
Uн - номинальное входное напряжение проверяемого ЦПУ 11.
Необходимо отметить, что к точности формирования выходного напряжения делителя 13 предъявляются низкие требования, так как на точность формирования отношения выходных напряжений управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 последняя не оказывает никакого влияния. Выходное сопротивление управляемых делителей напряжения 2, 3, 4 и 5 от выхода делителя 13 во всех угловых комбинациях одинаково и равно R/2. А буферный операционный усилитель 12, включенный между выходом делителя 13 и входами делителей 2, 3, 4 и 5 обеспечивает независимость от выходного сопротивления делителя 13.
Примечание к таблице 2.
1. В таблице 2 обозначено:
для ключей К1 и К2
«1» - подключение ключа к шине опорного напряжения,
«0» - подключение ключа к шине нулевого потенциала;
для ключей К3 и К4
«1» - замкнутое положение ключа,
«0» - разомкнутое положение ключа.
К рассматриваемому устройству практически не предъявляется никаких метрологических требований, так как в точках 0°, 90°, 180° и 270° одно из напряжений, (например, Usinα=0 в точках 0° и 180°) равно нулю, а абсолютная величина другого (Ucosα) может изменяться в достаточно широких пределах (десятки процентов), в точках 45°, 135°, 225° и 315° важно только равенство напряжений Usinα и Ucosα, а не их абсолютная величина. Равенство последних обеспечивается подключения на соответствующие входы ЦПУ 11 одного и того же опорного напряжения через одинаковые резисторы управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 напряжения. В точках, в которых tgα=±0,5 или tgα=±2, точность формирования угловых эквивалентов обеспечивается проведением в каждой точке двух измерений, в которых резисторы 8 и 9 в плечах используемых управляемых делителей 2, 3, 4 и 5 напряжения меняются местами, а в качестве результата преобразования используется среднее арифметическое из двух измерений.
Таким образом, технический результат от использования предлагаемого устройства заключается в повышении точности контроля ЦПУ. Сочетая в себе относительную простоту, высокую точность контроля, и не являясь средством измерения, устройство позволяет осуществлять прецизионный контроль ЦПУ.
Достоинствами предлагаемого устройства являются:
- увеличение полноты контроля ЦПУ,
- отсутствие узлов, требующих для проверки прецизионного и дорогостоящего метрологического аттестационного оборудования,
- простота реализации.
Предлагаемое устройство для контроля ЦПУ выполнено в виде конструктивно и функционально законченного устройства, может быть изготовлено на основании приведенного описания и чертежей и использовано для автоматического контроля функционирования и проверки точности цифрового преобразователя угла, что и подтверждает промышленную применимость заявляемой полезной модели.
Источники информации
1. А.А. Ахметжанов, А.В. Кочемасов. Следящие системы и регуляторы. Москва, Энергоатомиздат, 1986 г.
2. В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.
3. Патент РФ №179243 на ПМ, МПК G01B 21/22, опубл. 07.05.2018 г.
4. Свид. РФ №22992 на ПМ, МПК G01B 21/22, опубл. 10.05.2002 г. (прототип).
Claims (1)
- Устройство контроля цифрового преобразователя угла (ЦПУ), содержащее формирователь тестовых сигналов, электронно-вычислительную машину (ЭВМ), вход которой при проведении контроля подключен к цифровому выходу проверяемого ЦПУ, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены делитель опорного напряжения, первый и второй однополюсные ключи, буферный усилитель и разделительный конденсатор, при этом формирователь тестовых сигналов содержит четыре одинаковых управляемых делителя напряжения, каждый из которых содержит первый и второй двухполюсные ключи, выходы которых соединены между собой через одинаковые первый и второй резисторы и являются выходом управляемых делителей напряжения для подключения прямого синусного входа проверяемого ЦПУ к выходу первого управляемого делителя напряжения, инверсного синусного входа проверяемого ЦПУ к выходу второго управляемого делителя напряжения, прямого косинусного входа проверяемого ЦПУ к выходу третьего управляемого делителя напряжения и инверсного косинусного входа проверяемого ЦПУ к выходу четвертого управляемого делителя напряжения, первые входы первого и второго двухполюсных ключей управляемых делителей напряжения соединены между собой и через разделительный конденсатор подключены к выходу буферного усилителя, вход которого соединен с выходом делителя опорного напряжения, вторые входы первого и второго двухполюсных ключей управляемых делителей напряжения соединены с шиной нулевого потенциала, управляющие выходы ЭВМ подключены к управляющим входам всех управляемых делителей напряжения, которые являются управляющими входами первого и второго двухполюсных ключей, на которых ЭВМ формирует управляющие сигналы, делитель опорного напряжения содержит первый, второй и третий резисторы, при этом первый вывод первого резистора делителя опорного напряжения соединен с выходом опорного напряжения проверяемого ЦПУ, второй вывод первого резистора делителя опорного напряжения соединен с первыми выводами второго и третьего резисторов делителя опорного напряжения и является выходом делителя опорного напряжения, второй вывод второго резистора делителя опорного напряжения соединен через первый однополюсный ключ с шиной нулевого потенциала, а второй вывод третьего резистора делителя опорного напряжения соединен с шиной нулевого потенциала через второй однополюсный ключ, управляющие входы первого и второго однополюсных ключей подключены к управляющим выходам ЭВМ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019106249U RU189784U1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019106249U RU189784U1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189784U1 true RU189784U1 (ru) | 2019-06-04 |
Family
ID=66792646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019106249U RU189784U1 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189784U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195981U1 (ru) * | 2019-08-29 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Цифровой преобразователь угла с самоконтролем |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3974498A (en) * | 1973-12-03 | 1976-08-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching arrangement for the transformation of digital angles into analog sine-and/or cosine values |
| US4855744A (en) * | 1986-12-23 | 1989-08-08 | U.S. Philips Corporation | Angle digitizer |
| RU2115128C1 (ru) * | 1995-12-05 | 1998-07-10 | Производственное объединение "Корпус" | Стенд для контроля измерителей угловых скоростей |
| RU22992U1 (ru) * | 2001-12-14 | 2002-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Устройство для контроля преобразователя угол-код |
| CN107036526A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-11 | 杭州智航智能科技有限公司 | 一种用于智能道闸上的高精密角度传感器 |
| RU179243U1 (ru) * | 2017-09-21 | 2018-05-07 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла |
-
2019
- 2019-03-04 RU RU2019106249U patent/RU189784U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3974498A (en) * | 1973-12-03 | 1976-08-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching arrangement for the transformation of digital angles into analog sine-and/or cosine values |
| US4855744A (en) * | 1986-12-23 | 1989-08-08 | U.S. Philips Corporation | Angle digitizer |
| RU2115128C1 (ru) * | 1995-12-05 | 1998-07-10 | Производственное объединение "Корпус" | Стенд для контроля измерителей угловых скоростей |
| RU22992U1 (ru) * | 2001-12-14 | 2002-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Устройство для контроля преобразователя угол-код |
| CN107036526A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-11 | 杭州智航智能科技有限公司 | 一种用于智能道闸上的高精密角度传感器 |
| RU179243U1 (ru) * | 2017-09-21 | 2018-05-07 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195981U1 (ru) * | 2019-08-29 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Цифровой преобразователь угла с самоконтролем |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110161313B (zh) | 一种微差法与比例法结合的电阻高精度测量系统与方法 | |
| CN108776245B (zh) | 一种可自动化检定多种原理互感器校验仪的检定装置 | |
| CN105306056B (zh) | 一种电流频率转换电路的标度因数温度补偿方法 | |
| CN102749520B (zh) | 一种基于pxi总线的多通道高精度铂热电阻模拟板 | |
| CN103235189A (zh) | 一种基于双电流电压比率法的微电阻高精度测量方法及实现该方法的测量系统 | |
| CN208238742U (zh) | 编码器测试平台 | |
| Luo et al. | Design and development of a self-calibration-based inductive absolute angular position sensor | |
| CN101943713A (zh) | 内部自检查电阻桥和方法 | |
| CN109870618A (zh) | 一种多极旋转变压器检测设备及控制方法 | |
| RU189784U1 (ru) | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла | |
| CN106291034B (zh) | 可自校准电阻分压器 | |
| US3234459A (en) | Method and apparatus for locating faults in electrical cable lines by comparing the impedance of the entire faulted line to the impedance of a section of the line | |
| CN112415458A (zh) | 一种电流传感器线性度测试系统及校准方法 | |
| CN115656775A (zh) | 一种仪表放大器失调电压测试方法及装置 | |
| CN113126014B (zh) | 一种实现数字示波器阵列并行的校准系统 | |
| CN201225931Y (zh) | 数字温度表检定仪 | |
| RU2303273C1 (ru) | Устройство для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения | |
| RU179243U1 (ru) | Устройство автоматического контроля цифрового преобразователя угла | |
| RU22992U1 (ru) | Устройство для контроля преобразователя угол-код | |
| CN211954363U (zh) | 一种应变式压力传感器的称重系统 | |
| CN109901460B (zh) | 一种ii级滚控单元测试仪的校准系统 | |
| US3281684A (en) | Null type and direct reading meter with continuously adjustable range having meter scale coupled to potentiometer arm | |
| RU195981U1 (ru) | Цифровой преобразователь угла с самоконтролем | |
| RU2589755C1 (ru) | Способ калибровки и устройство измерения угла на основе мостового магниточувствительного датчика | |
| SU705376A1 (ru) | Устройство дл проверки отношений сопротивлений |