Вимірювальний перетворювач швидкості обертання

Реферат: UA 75968 U UA 75968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі інформаційно-вимірювальної техніки, зокрема до вимірювальних перетворювачів механічних величин в електричні. Корисна модель може бути використана у системах автоматичного керування, зокрема в системах керування швидкістю обертання електричних двигунів, в яких існує потреба високої швидкості. Застосування відомих дискретних розгортуючих вимірювальних перетворювачів швидкості не дозволяє досягти одночасно і потрібної в таких системах точності, і потрібної швидкості. Тому в таких випадках у перетворювачах такого призначення вдаються до використання тахогенераторів. Відомий пристрій для вимірювання швидкості обертання [АС СРСР № 1083118, МПК G01P 3/46, 1983 p.], який містить трифазний тахогенератор, три нуль-органи, два блоки визначення полярності, три компаратори, три суматори, три блоки піднесення до квадрата, блок добування квадратного кореня, електронні ключі та релейний елемент. Недолік цього пристрою полягає в збільшенні відносної похибки в разі зниження значень швидкості, яка вимірюється. Пояснюється це тим, що найточнішим засобом піднесення до квадрата сьогодні є використання мікросхем-перемножувачів сигналів (наприклад серії К525), а їм притаманне велике значення відносної похибки перетворювання в разі малих значень вхідної напруги. Це приводить до звуження діапазону вимірювань перетворювача. Відомий також пристрій для вимірювання швидкості обертання [АС СРСР № 1278714 МПК G01P 3/46, 1984 p.], який містить трифазний тахогенератор, три блоки піднесення напруги до квадрата, суматор та блок добування кореня квадратного. Крім цього, пристрій містить три блоки ділення, три блоки перемноження та другий суматор. Недолік цього пристрою полягає в збільшенні відносної похибки в разі зниження значень швидкості, яка вимірюється. Пояснюється це тим, що як для вузлів піднесення до квадрата, так і для вузлів перемноження сигналів притаманне збільшення відносної похибки в разі зниження вхідної напруги. Це веде до звуження діапазону вимірювань перетворювача. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий вимірювальний перетворювач швидкості обертання, в якому введення нових елементів та зв'язків забезпечило би розширення діапазону вимірювань перетворювача без втрати точності. Поставлена задача вирішується тим, що вимірювальний перетворювач швидкості обертання, який містить трифазний тахогенератор, три блоки піднесення напруги до квадрата, суматор та блок добування кореня квадратного з напруги, згідно з корисною моделлю, в нього додатково введені три неінвертуючі підсилювачі з керованим коефіцієнтом підсилення та подільник напруги з керованим коефіцієнтом ділення, до схем яких введені транзисторні ключі, два джерела опорної напруги, генератор імпульсів, реверсивний лічильник, два компаратори та дешифратор, причому входи неінвертуючих підсилювачів з'єднані з виходами тахогенератора, затвори електронних транзисторних ключів через резистори підключені до виходів дешифратора, входи якого підключені до виходів реверсивного лічильника, з тактовим входом якого з'єднаний вихід генератора імпульсів, а з керуючими його входами з'єднані виходи компараторів, перші входи яких з'єднані між собою та з виходом вузла добування кореня квадратного з напруги, а другі входи підключені до виходів джерел опорної напруги, вхід вузла добування кореня квадратного з напруги підключений до виходу суматора, входи якого з'єднані з виходами перемножувачів напруги, до входів яких підключені виходи нереверсивних підсилювачів. Введення нових елементів та зв'язків забезпечить розширення діапазону вимірювань за рахунок того, що в разі, коли зменшується швидкість, яка вимірюється, а тому і зменшується напруга на виході тахогенератора, автоматично підвищується коефіцієнт підсилення неінвертуючих підсилювачів. Тим самим забезпечується робота перемножувачів сигналів в діапазоні вхідних напруг, якому притаманне низьке значення відносної похибки. Корисна модель представлена на кресленні, де фіг. 1 - схема електрична функціональна перетворювача, фіг. 2 - схема вузла добування кореня квадратного, фіг. 3 - схема суматора, фіг. 4 - схема джерела опорної напруги, фіг. 5 - схема генератора імпульсів. Вимірювальний перетворювач включає: трифазний тахогенератор 1, неінвертуючі підсилювачі 2, 3 та 4 з керованим коефіцієнтом підсилення, блоки 5, 6 та 7 піднесення напруги до квадрата, суматор 8, блок 9 добування кореня квадратного з напруги,джерела 10 та 11 опорної напруги, компаратори 12 та 13, генератор 14 імпульсів, реверсивний лічильник 15 та дешифратор 16. До входів підсилювачів 2, 3, 4 підключені виходи тахогенератора, виходи підсилювачів з'єднані з входами перемикачів напруг 5, 6, 7, які виходами підключені до входів суматора 8, вихід якого з'єднаний зі входом блока 9 добування кореня квадратного з напруги. Вихід блока 9 та виходи джерел 10 і 11 опорної напруги підключені до входів компараторів 12 та 13. Виходи компараторів 12, 13 та вихід генератора імпульсів 14 підключені до входів реверсивного лічильника 15 таким чином - виходи компараторів до його керуючих входів, а 1 UA 75968 U вихід генератора - до тактового входу. Виходи реверсивного лічильника 15 через дешифратор 16 з'єднані із затворами транзисторних ключів, які входять до керованого подільника напруги 17. Працює пристрій наступним чином. На фазних виходах трифазного тахогенератора 1 діють напруги U  UK sin(t  5 амплітудами пропорційними швидкості обертання UK  k . Якщо коефіцієнт підсилення неінвертуючих підсилювачів 2, 3, 4 дорівнює  , то на їх виходах діють напруги U'K  UK  k . Після операцій піднесення до квадрату додавання та добування кореня квадратного на виході блока 9 утворюється напруга Uy  UK 10 15 20 25 30 2n з ) 3 3  sin (t  2 k 1 2n 3 3.  UK  k 3 2 2 Таким чином вихідний сигнал пропорційний частоті обертання та не залежить від часу. Вихідні напруги U10 та U11 джерел опорної напруги вибираються таким чином, що в разі U10