RU179243U1

RU179243U1 - DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF DIGITAL ANGLE CONVERTER

Info

Publication number: RU179243U1
Application number: RU2017132892U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Крутицкий
Original assignee: Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон"
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-05-07

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в угломерных системах, использующих в качестве датчиков входной угловой величины вращающиеся трансформаторы, а в качестве кодирующих элементов цифровые преобразователи угла (ЦПУ). Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является повышение точности контроля ЦПУ и всего угломерного тракта. Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство контроля ЦПУ, содержащее первый, второй, третий и четвертый ключи и выполненное с возможностью передачи на ЭВМ сигналов от проверяемого ЦПУ и получения от ЭВМ сигналов управления ключами, 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. 1 ил.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in goniometric systems that use rotary transformers as sensors of the input angular quantity, and digital angle converters (CPUs) as coding elements. The technical result of using the proposed utility model is to increase the accuracy of the control of the CPU and the entire goniometric path. The essence of the utility model is that a rotary transformer (VT) is additionally introduced into the control unit of the CPU containing the first, second, third and fourth keys and configured to transmit signals from the tested CPU to the computer and receive key management signals from the computer, the first , the second, third and fourth keys are made bipolar, the first inputs of the bipolar keys are interconnected and are inputs for connecting the excitation voltage of the tested CPU to the output, the second inputs of the bipolar keys are interconnected and are inputs for connecting to zero the excitation voltage of the tested CPU, the outputs of the first and second keys are connected respectively to the first and second terminals of the first stator winding VT, the outputs of the third and fourth keys are connected respectively to the first and second terminals of the second stator winding BT, the first and the second conclusions of the first rotor winding VT are outputs for connecting respectively to the sinus and inverse sinus inputs of the tested CPU, and the first and second conclusions of the second rotor bmotka BT are outputs for connection respectively to the cosine and inverse cosine inputs checked the CPU. 1 ill.

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 (ВТ), а в качестве кодирующего элемента - преобразователь «угол - код», преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы вида Usinα sinωt и Ucosα sinωt, в цифровой код (далее по тексту ЦПУ - цифровой преобразователь угла).The proposed utility model relates to the field of measurement technology and can be used in goniometric systems using a rotary transformer (VT) as input angular quantity sensors, and an angle-to-code converter that converts output sine-cosine signals of the form Usinα as a coding element sinωt and Ucosα sinωt, into a digital code (hereinafter referred to as the CPU - digital angle converter).

Известно устройство контроля ЦПУ, содержащее ВТ, закрепленный на прецизионном угломерном устройстве, как правило, на оптической делительной головке (ОДГ) [1, стр. 267]. Такая схема очень громоздка, дорога и не может быть использована 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.A control device for a CPU is known that contains a VT mounted on a precision goniometer device, usually on an optical dividing head (ODG) [1, p. 267]. Such a scheme is very cumbersome, expensive and cannot be used for automatic control of the CPU in the device and in serial factory production. In addition, in this scheme, both VT and ODG are measuring instruments subject to metrological verification and certification.

Известно устройство автоматического контроля ЦПУ, содержащее прецизионный эталонный формирователь синусно-косинусных напряжений, на цифровые входы которого от электронно-вычислительной машины (ЭВМ) задаются коды, пропорциональные значениям sinα и cosα, где α - угол поворота вала, а на аналоговый вход от проверяемого ЦПУ поступает напряжение возбуждения Usinωt, где ω - угловая частота, а t - время [2, стр. 380]. Эти величины перемножаются в прецизионных множительных цифро-аналоговых преобразователях (ЦАП), в результате чего выходные напряжения эталонного формирователя становятся пропорциональными напряжениям выходных обмоток вращающегося трансформатора, вал которого повернут на угол α (Usinα sinωt и Ucosα sinωt). В этой схеме 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, так как, например, погрешность различия масштабов каналов Usinα и Ucosα либо напрямую представлена в результате преобразования (для дифференциального фазового метода), либо ослабляется в 2 раза (для прямого фазового метода). Фазовый сдвиг несущей, возникающий в эталонном преобразователе, а также его временная и температурная стабильность также входят в результат преобразования (напрямую в прямом фазовом методе и как

в дифференциальном методе, где δ - фазовая ошибка. 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 характеристики.A device for automatic control of a CPU is known, which contains a precision reference shaper of sine-cosine voltages, the digital inputs of which are assigned from the electronic computer (computer) codes proportional to the values of sinα and cosα, where α is the angle of rotation of the shaft, and the analog input from the tested CPU the excitation voltage Usinωt arrives, where ω is the angular frequency and t is the time [2, p. 380]. These values are multiplied in precision digital-to-analog converters (DACs), as a result of which the output voltages of the reference driver become proportional to the voltages of the output windings of the rotating transformer, the shaft of which is rotated through an angle α (Usinα sinωt and Ucosα sinωt). In this scheme, the reference driver is a measuring instrument, for the metrological certification of which precise and expensive measuring equipment is required (precision AC voltmeter, phase meter, non-linear distortion coefficient meter). In addition, high metrological requirements are imposed on the reference shaper itself, since, for example, the error in the difference in the scale of the Usinα and Ucosα channels is either directly presented as a result of the conversion (for the differential phase method) or attenuates 2 times (for the direct phase method). The carrier phase shift occurring in the reference transducer, as well as its temporal and temperature stability, are also included in the conversion result (directly in the direct phase method and how

in the differential method, where δ is the phase error. The characteristics that significantly affect the control result include such characteristics as the bias voltage of the output amplifiers of the reference driver, nonlinear distortion, ripple and interference from power sources and other characteristics.

Известно также устройство для контроля преобразователя угол-код (цифрового преобразователя угла - ЦПУ), раскрытое в описании полезной модели [3]. Это устройство является по технической сущности наиболее близким к предлагаемому и принято за прототип.There is also known a device for monitoring the angle-code converter (digital angle converter - CPU), disclosed in the description of the utility model [3]. This device is the technical essence of the closest to the proposed and taken as a prototype.

Устройство-прототип содержит формирователь тестовых сигналов и выполнено с возможностью передачи на электронно-вычислительную машину (ЭВМ) сигналов от проверяемого ЦПУ и получения от ЭВМ сигналов управления формирователем тестовых сигналов. 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 (нулем напряжения возбуждения). 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 сигналвключения 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 элементыThe prototype device contains a test signal shaper and is configured to transmit signals from the tested CPU to an electronic computer (PC) and receive control signals from the test shaper from a computer. The test signal generator contains the first, second, third and fourth identical resistors, the first conclusions of which are interconnected and connected to the input of the test signal generator, which is the input for connecting the excitation voltage from the tested CPU, the first, second, third and fourth unipolar switches, the first the conclusions of which are connected to the second conclusions of the first, second, third and fourth resistors respectively, connected respectively to the first, second, third and fourth outputs form To test signals which are outputs shaper for connecting test signals respectively direct sine, inverse sine, cosine and inverse direct cosine inputs inspected CPU. The second conclusions of the first, second, third and fourth unipolar switches are connected to the bus of zero potential (zero voltage excitation). The outputs of the computer are connected to the control inputs of the single-pole keys, on which the computer generates control signals when generating test signals corresponding to the angles 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 ° and 315 °. At the same time, at the control input of the first key from the corresponding computer output, a key enable signal is generated when generating a test signal corresponding to angles 0 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 ° and a key disconnect signal is generated when generating a test signal corresponding to other angles, the control input of the second key from the corresponding computer output generates a key enable signal when generating a test signal corresponding to the angles 0 °, 45 °, 90 °, 135 ° and 180 ° and a key disable signal is generated when generating a test signal If the signal corresponds to other angles, the key enable signal is generated at the control input of the third key from the corresponding computer output when generating a test signal corresponding to the angles 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 ° and the key disconnect signal is generated when generating a test signal corresponding to other angles, at the control input of the fourth key from the corresponding computer output, a key-on signal is generated when a test signal is generated corresponding to angles 0 °, 45 °, 90 °, 270 °, 315 ° and a key-off signal is generated When forming a test signal corresponding to other corners. In this case, the CPU inputs are connected to the outputs of the test signal generator either through connectors or through relay elements

Известное устройство-прототип позволяет контролировать ЦПУ в восьми угловых точках, с шагом 45°. При этом для имитации синусно-косинусных напряжений используется собственное напряжение возбуждения Usinωt и его ноль напряжения питания («0» питания), коммутация которых в разных комбинациях на входы, контролируемого ЦПУ, осуществляется в формирователе тесовых сигналов по командам ЭВМ, обеспечивая формирование необходимых напряжений.The known prototype device allows you to control the CPU at eight corner points, in increments of 45 °. In this case, to simulate sine-cosine voltages, the own excitation voltage Usinωt and its zero supply voltage (“0” supply voltage) are used, switching of which in different combinations to the inputs controlled by the CPU is carried out in the shaper of signal signals by computer commands, ensuring the formation of the necessary voltages.

В известном устройстве рассматривается контроль ЦПУ, имеющего дифференциальные входы, то есть в состав этого ЦПУ входят дифференциальные усилители.In a known device, the control of a CPU having differential inputs is considered, that is, the differential amplifiers are included in the composition of this CPU.

Недостатками известного устройства являются недостаточная достоверность контроля и неполнота контроля. Это обусловлено тем, что при контроле ЦПУ и при его штатной работе используются разные коммутирующие элементы, что еще снижает и надежность угломерного тракта. При этом в известном устройстве контролем не охвачен вращающийся трансформатор и линии связи и, фактически, контролируется только часть угломерного тракта, а именно, сам ЦПУ. Кроме того, известное устройство может быть реализовано только с ЦПУ, имеющим дифференциальные входные усилители, что является определенным ограничением.The disadvantages of the known devices are insufficient reliability of control and incompleteness of control. This is due to the fact that when monitoring the CPU and during its normal operation, different switching elements are used, which further reduces the reliability of the goniometric path. Moreover, in the known device, the control does not cover a rotating transformer and communication lines and, in fact, only a part of the goniometric path is controlled, namely, the CPU itself. In addition, the known device can be implemented only with a CPU having differential input amplifiers, which is a certain limitation.

На практике контроль ЦПУ по большому количеству угловых точек необходим только на этапе лабораторных и конструкторских испытаний головных образцов преобразователей. При серийном производстве ЦПУ при контроле ЦПУ в составе угломерного тракта для оценки работоспособности и точности преобразования достаточен контроль по ограниченному количеству характерных точек, перекрывающих весь измеряемый диапазон (360°).In practice, the control of the CPU by a large number of corner points is necessary only at the stage of laboratory and design tests of the head samples of converters. In the serial production of the CPU under the control of the CPU as part of the goniometer path, to assess the operability and accuracy of the conversion, sufficient control over a limited number of characteristic points covering the entire measured range (360 °) is sufficient.

Задачей, решаемой полезной моделью, является создание простого и точного устройства для автоматического контроля всего угломерного тракта, включающего ЦПУ и ВТ, обеспечивающего возможность контроля параметров преобразователя при любом угле поворота вала ВТ при его эксплуатации, без использования метрологически аттестованного оборудования, и для повышения достоверности контроля, используя одни и те же коммутирующие элементы при контроле и в рабочем режиме.The problem solved by the utility model is the creation of a simple and accurate device for automatic control of the entire goniometric path, including the CPU and VT, providing the ability to control the parameters of the converter at any angle of rotation of the VT shaft during its operation, without the use of metrologically certified equipment, and to increase the reliability of control using the same switching elements during control and in operating mode.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство контроля ЦПУ, содержащее первый, второй, третий и четвертый ключи и выполненное с возможностью передачи на ЭВМ сигналов от проверяемого ЦПУ и получения от ЭВМ сигналов управления ключами, 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.The essence of the utility model is that a rotary transformer (VT) is additionally introduced into the control unit of the CPU containing the first, second, third and fourth keys and configured to transmit signals from the tested CPU to the computer and receive key management signals from the computer, the first , the second, third and fourth keys are made bipolar, the first inputs of the bipolar keys are interconnected and are inputs for connecting the excitation voltage of the tested CPU to the output, the second inputs of the bipolar keys are interconnected and are inputs for connecting to zero the excitation voltage of the tested CPU, the outputs of the first and second keys are connected respectively to the first and second terminals of the first stator winding VT, the outputs of the third and fourth keys are connected respectively to the first and second terminals of the second stator winding BT, the first and the second conclusions of the first rotor winding VT are outputs for connecting respectively to the sinus and inverse sinus inputs of the tested CPU, and the first and second conclusions of the second rotor VT windings are outputs for connecting, respectively, to the cosine and inverse cosine inputs of the tested CPU, while the control inputs of the keys are supplied with signals connecting the stator windings of the VT in certain various combinations with the excitation voltage or zero excitation voltage and generating voltage on the rotor windings of the VT corresponding to the specified angles additionally shifted by the angle of rotation of the shaft.

При этом при неподвижном вале ВТ тестовые сигналы формируются в ВТ путем коммутации его статорных обмоток в последовательности, обеспечивающей получение на роторных обмотках ВТ сигналов, эквивалентных сигналам ВТ в угловых точках, кратных 45°, но дополнительно сдвинутых на угол поворота вала ВТ - α. При обработке полученных при контроле измерений смещение α удаляется из всех точек простым вычитанием в ЭВМ.At the same time, when the VT shaft is stationary, test signals are generated in the VT by switching its stator windings in a sequence that ensures that the rotor windings of the VT receive signals equivalent to the VT signals at corner points that are multiples of 45 °, but additionally shifted by the angle of rotation of the VT shaft - α. When processing the measurements obtained during the control, the displacement α is removed from all points by simple subtraction in the computer.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows:

1 - блок коммутации;1 - switching unit;

2-5 - двухполюсные ключи;2-5 - bipolar keys;

6 - вращающийся трансформатор (ВТ);6 - rotating transformer (VT);

7 - электронно-вычислительная машина (ЭВМ);7 - an electronic computer (computer);

8 - проверяемый цифровой преобразователь угла (ЦПУ).8 - checked digital angle converter (CPU).

Предлагаемое устройство автоматического контроля ЦПУ содержит первый, второй, третий и четвертый двухполюсные ключи 2-5, образующие блок 1 коммутации, и ВТ 6. Устройство выполнено с возможностью передачи на ЭВМ 7 сигналов от проверяемого ЦПУ 8 и получения от ЭВМ 7 сигналов управления ключами 2-5, образующими блок коммутации 1. Первые входы ключей 2-5 соединены между собой, являются входами для подключения к выходу напряжения возбуждения Usinωt ЦПУ 8 и подключены к этому выходу при контроле ЦПУ 8. Вторые входы 2-5 соединены между собой и являются входами для подключения к нулю напряжения возбуждения ЦПУ 8 («0» пит) и подключены к нулю напряжения возбуждения при контроле ЦПУ 8. Выходы первого ключа 2 и второго ключа 3, подключены к соответственно к первому выводу (С1) и второму выводу (С2) первой статорной обмотки ВТ 6. Выходы третьего ключа 4 и четвертого ключа 5 подключены соответственно к первому выводу (С3) и второму выводу (С4) статорной обмотки ВТ 6. Первый вывод (Р1) и второй вывод (Р2) первой роторной обмотки ВТ 6 являются выходами для подключения соответственно к синусному входу (Usinα) и инверсному синусному входу

проверяемого ЦПУ 8 и подключены к этим входам при контроле ЦПУ 8. Первый вывод (Р3) и второй вывод (Р4) второй роторной обмотка ВТ 6 являются выходами для подключения соответственно к косинусному входу (Ucosα) и инверсному косинусному входу

контролируемого ЦПУ 6 подключены к этим входам при контроле ЦПУ 8. При этом на управляющие входы ключей 2-5 при контроле ЦПУ 8 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 α.The proposed device for automatic control of the CPU contains the first, second, third and fourth bipolar keys 2-5, forming the switching unit 1, and VT 6. The device is configured to transmit to the computer 7 signals from the tested CPU 8 and receive from the computer 7 key management signals 2 -5, forming the switching unit 1. The first inputs of keys 2-5 are interconnected, are inputs for connecting to the output of the excitation voltage Usinωt of the CPU 8 and are connected to this output when monitoring the CPU 8. The second inputs 2-5 are interconnected and are inputs and to connect to zero the excitation voltage of the CPU 8 (“0” pit) and connected to zero the excitation voltage during the control of the CPU 8. The outputs of the first key 2 and the second key 3 are connected to the first terminal (C1) and the second terminal (C2), respectively the first stator winding BT 6. The outputs of the third key 4 and the fourth key 5 are connected respectively to the first terminal (C3) and the second terminal (C4) of the stator winding BT 6. The first terminal (P1) and the second terminal (P2) of the first rotor winding BT 6 are outputs for connecting respectively to the sine input (Usinα) and inverse sinus input

of the tested CPU 8 and connected to these inputs when monitoring the CPU 8. The first terminal (P3) and second terminal (P4) of the second rotor winding BT 6 are outputs for connecting to the cosine input (Ucosα) and the inverse cosine input, respectively

of the controlled CPU 6 are connected to these inputs during the control of the CPU 8. In this case, the control inputs of the keys 2-5 during the control of the CPU 8 are supplied with signals connecting the excitation voltage or zero excitation voltage to the stator windings of the VT in certain various combinations and generating voltage on the rotor windings of the VT corresponding to predetermined angles, further shifted by the angle of rotation of the shaft α.

При контроле ЦПУ 8 управляющие входы блока 1 коммутации подключены к управляющим выходам ЭВМ 7, по которым блоком 1 коммутации и вращающимся трансформатором 6, вал которого повернут на угол α, формируются тестовые сигналы, соответствующие углам (0+α)°, (45+α)°, (90+α)°, (135+α)°, (180+α)°, (225+α)°, (270+α)° и (315+α)°, для контролируемого ЦПУ 8 согласно следующей таблице 1.When monitoring the CPU 8, the control inputs of the switching unit 1 are connected to the control outputs of the computer 7, through which the switching unit 1 and the rotating transformer 6, the shaft of which is rotated through an angle α, generate test signals corresponding to the angles (0 + α) °, (45 + α ) °, (90 + α) °, (135 + α) °, (180 + α) °, (225 + α) °, (270 + α) ° and (315 + α) °, for the controlled CPU 8 according to following table 1.

Где K1, К2, К3 и К4 - ключи 2, 3, 4 и 5, соответственно,Where K1, K2, K3 and K4 are keys 2, 3, 4 and 5, respectively,

0 - нижнее положение двухполюсного ключа (подключение нуля питания),0 - the lower position of the bipolar switch (connecting zero power),

1 - верхнее положение двухполюсного ключа (подключение напряжения Usinωt)1 - upper position of the bipolar switch (connection voltage Usinωt)

α - случайный угол, в котором зафиксирован вал ВТ 6.α is a random angle in which the shaft of VT 6 is fixed.

Предлагаемое устройство автоматического контроля ЦПУ 8 работает следующим образом.The proposed device for automatic control of the CPU 8 is as follows.

При работе угломерного тракта по прямому назначению ключи 2-5 блока коммутации 1 установлены в соответствии с проверкой 1 таблицы 1.When the goniometer path is used for its intended purpose, keys 2-5 of switching unit 1 are installed in accordance with check 1 of table 1.

При этом на первую статорную обмотку ВТ 6 ключами 1 и 2 подается напряжение возбуждения (Usinωt), а вторая статорная обмотка ВТ 6 закорочена ключами 4 и 5. Такое включение ВТ 6 соответствует традиционному включению вращающихся трансформаторов с пульсирующем полем и результат преобразования пропорционален углу поворота вала α. При контроле ЦПУ 8 при неподвижном вале выполняются проверки 0-7 таблицы 1. В результате чего результаты преобразования угла будут соответствовать углам 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и 315°, сдвинутым на угол поворота вала α, то есть углам (0+α)°, (45+α)°, (90+α)°, (135+α)°, (180+α)°, (225+α)°, (270+α) и (315+α)°, соответственно. Принимая во внимание, что при неподвижном вале ВТ 6 угол α одинаков для всех проверок, можно рассчитать погрешности угломерного тракта для всех проверок таблицы, вычтя из значения углов, полученных в проверках 1-7, значение угла α, полученного в проверке 0, и сравнив результаты вычитания с расчетными значениями контролируемых углов. ЭВМ 7 определяет абсолютную ошибку и при необходимости рассчитывает все метрологические характеристики - дисперсию, среднеквадратическое отклонение и так далее.In this case, the excitation voltage (Usinωt) is supplied to the first stator winding of VT 6 with keys 1 and 2, and the second stator winding of VT 6 is shorted with keys 4 and 5. This inclusion of VT 6 corresponds to the traditional switching of rotary transformers with a pulsating field and the conversion result is proportional to the angle of rotation of the shaft α. When monitoring CPU 8 with a stationary shaft, checks 0–7 of table 1 are performed. As a result, the results of converting the angle will correspond to angles 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 °, and 315 ° shifted by shaft rotation angle α, i.e. angles (0 + α) °, (45 + α) °, (90 + α) °, (135 + α) °, (180 + α) °, (225 + α) °, (270 + α) and (315 + α) °, respectively. Taking into account that with the VT 6 shaft fixed, the angle α is the same for all checks, we can calculate the errors of the goniometer path for all the checks in the table by subtracting the angle α obtained in test 0 from the values of the angles obtained in tests 1-7 and comparing subtraction results with calculated values of controlled angles. Computer 7 determines the absolute error and, if necessary, calculates all metrological characteristics - dispersion, standard deviation, and so on.

К рассматриваемому устройству практически не предъявляются никакие дополнительные метрологические требования, так как на статорные обмотки ВТ 6 в разных комбинациях подключается одно и то же напряжение и точность устройства целиком определяется точностью, используемого в угломерном тракте вращающегося трансформатора 6.There are practically no additional metrological requirements for the device under consideration, since the same voltage is connected to the VT 6 stator windings in different combinations and the accuracy of the device is entirely determined by the accuracy used in the goniometer path of the rotating transformer 6.

Важно отметить, что при проведении контроля в рассматриваемом устройстве проверкой охвачены все элементы, участвующие в штатной работе угломерного тракта.It is important to note that during the control in the device in question, the check covers all the elements involved in the regular operation of the goniometric path.

Еще одним достоинством предлагаемого устройства является то, что коммутируемые напряжения и токи в устройстве достаточно велики (единицы вольт и миллиампер), в то время как в известных устройствах, коммутирующих входные сигналы ЦПУ, в отдельных точках коммутируемые напряжения и токи, принципиально могут быть равны нулю или близки к нему. Это обстоятельство значительно облегчает выбор коммутирующих элементов (в том числе и релейных).Another advantage of the proposed device is that the switched voltages and currents in the device are quite large (units of volts and milliamps), while in known devices switching the input signals of the CPU, at some points, the switched voltages and currents can be essentially zero or close to it. This fact greatly facilitates the selection of switching elements (including relay).

Таким образом, техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является повышение точности контроля ЦПУ и всего угломерного тракта.Thus, the technical result of using the proposed utility model is to increase the accuracy of the control of the CPU and the entire goniometric path.

Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемое устройство может быть изготовлено на основании приведенного описания и чертежей и использовано для автоматического контроля функционирования и проверки точности ЦПУ (преобразователя угол-код) и всего угломерного тракта, в котором используется проверяемый ЦПУ.The industrial applicability of the utility model is determined by the fact that the proposed device can be manufactured on the basis of the above description and drawings and used to automatically monitor the functioning and accuracy of the CPU (angle-to-code converter) and the entire goniometer path in which the tested CPU is used.

Источники информацииInformation sources

1. А.А. Ахметжанов, А.В. Кочемасов. Следящие системы и регуляторы. Москва, Энергоатомиздат, 1986 г.1. A.A. Akhmetzhanov, A.V. Kochemasov. Tracking systems and regulators. Moscow, Energoatomizdat, 1986

2. В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.2. V.G. Domrachev, V.R. Matveevsky, Yu.S. Smirnov. Circuitry of digital motion converters. Moscow, Energoatomizdat, 1987

3. Свид. РФ №22992 на ПМ, МПК G01B 21/22, опубл. 10.05.2002 г. (прототип).3. Testimonial. RF №22992 at the PM, IPC G01B 21/22, publ. 05/10/2002 (prototype).

Claims

Устройство контроля цифрового преобразователя угла (ЦПУ), содержащее 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, отличающееся тем, что 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.The control device of the digital angle converter (CPU) containing the first, second, third and fourth keys, while the control device of the CPU is configured to transmit to the electronic computer (computer) signals from the tested CPU and receive from the computer key management signals, characterized in that a rotary transformer (BT) is additionally introduced into the device, the first, second, third and fourth keys are double-pole, the first inputs of the double-pole keys are interconnected and are inputs for connecting to the excitation voltage of the tested CPU, the second inputs of the bipolar keys are interconnected and are inputs for connecting the excitation voltage of the tested CPU to zero, the outputs of the first and second keys are connected respectively to the first and second outputs of the first stator winding BT, the outputs of the third and fourth keys are connected respectively to the first and second conclusions of the second stator winding of the VT, the first and second conclusions of the first rotor winding of the VT are outputs for connecting respectively to the sine and inv to the sine input of the tested CPU, and the first and second outputs of the second rotor winding of the VT are outputs for connecting respectively to the cosine and inverse cosine inputs of the tested CPU, while the control inputs of the keys are fed signals that connect the stator windings of the VT in certain different combinations of excitation voltage or the excitation voltage is zero and the voltages forming on the rotor windings of the VT corresponding to the given angles are further shifted by the angle of rotation of the shaft.