转角测量仪制造技术

一种转角测量仪，包括壳体和自整角机传感元件，其特征在于组成该测量仪的电路有：标准信号电路、整流滤波电路、过零脉冲产生电路、角度区间逻辑判别电路、角度逻辑控制电路、角度电压转换电路、输出合成电路和调零电路，传感元件自整角机与发动机转子相连，自整角机的定子与标准信号电路相连，与发动机转子相连的自整角机三相输出Ｕ↓［Ａ］、Ｕ↓［Ｂ］、Ｕ↓［Ｃ］分别与整波滤波电路及角度区间逻辑判别电路相接，整流滤波电路的输出端＊↓［ａ］、＊↓［ｂ］、＊↓［ｃ］分别与三个角度逻辑控制电路的比较器相连接，标准信号电路的输出端与过零脉冲产生电路相接并与三个角度逻辑控制电路的比较器相连接，过零脉冲产生电路的输出端分别与三个角度逻辑控制电路相接，角度逻辑区间判别电路也与三个角度逻辑控制电路相连，三个角度逻辑控制电路的输出端分别与三个不同角的电压转换电路相接，角度电压转换电路、调零电路分别与输出合成电路相接，由自整角机三相输出的Ｕ↓［Ａ］、Ｕ↓［Ｂ］、Ｕ↓［Ｃ］经全波整流、滤波后变成了直流电压，＊↓［ａ］、＊↓［ｂ］、＊↓［ｃ］与Ｕ标准信号经比较器比较，角度区间判别电路把０～１８０°的正弦函数分别为０～６０°、６０～１２０°、１２０～１８０°三个区间，Ｕ标准信号经过零脉冲产生电路发出过零脉冲，角度电压转换电路在过零脉冲发出时开始积分，由角度区间判别电路和Ｕ标准与Ｕ↓［Ａ］的比较电路准确地确定发动机转角所在的位置α↓［１］，积分器积到α↓［１］角度时停止积分并经转换电路及滤波后输出Ｕ↓［出］，三相输出Ｕ↓［１］、Ｕ↓［２］、Ｕ↓［３］经输出合成电路合成后，再加上调零电路就得出了Ｕ↓［出］与转角成正比输入输出关系。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量仪器，特别涉及一种用于测量发动机的低压涡轮转子的转角α1和发动机高压涡轮转子的转角α2及尾喷口所张开角度的转角测量仪。本技术的工作原理是当发动机转子转动时，与发动机转子相连接的自整角机传感元件随着转子的转动而转动。自整角机的定子由400HZ，36V电源提供其励磁电压，当自整角机随发动机转子转动时，由于磁场的变化，其转子绕组的电动势随转角变化而变化。三相输出分别为Ua＝A.SIN αSINωtUb＝A.SIN(120°+α)SINωtUc＝A.SIN(240°+α)SINωt若从提供给自整角机定子绕组的励磁电压中取出一个信号作为标准信号，该信号不随发动机的转角变化而变化。经全波整流取其正半周作为其仪器的标准信号。UA.UB.UC经全波整流，滤波后变成了直流电压，该电压随发动机转子的转角变化而变化。且与转角的函数关系为正弦关系。由于要求仪器的输出电压与转角成线性关系，因而UA.UB.UC经整流滤波后的电压不能作为输出用，只能做控制信号用。把UA.UB.UC整流滤波后的直流电压与U标准信号经过比较器比较后就能准确地确定发动机所转动的角度。由于正弦函数在0-180°区间内是一个双值函数，若Ua经全波整流滤波后在0-180°区间输出某一值就对应两个角度。为了解决这一问题线路中加入了一个角度区间判别电路把0-180°的正弦函数分成了0-60°、60°-120°、120°-180°三个区间，这样0-180°内正弦双值函数变成了单值函数。角度电压转换电路是采用一个积分电路，由U标准经过零脉冲产生电路准确地发出过零脉冲。该积分器在过零脉冲发出时开始积分，由角度区间判别电路和U标准与Ua(或Ub.Uc)的比较电路准确地确定发动机转角所在的位置α1，使积分器积到α1角度时积分器停止积分并经锯齿波，方波转换电路及滤波后输出。U出＝A1α，使输出电压与转子转动的角度成正比线性关系。由于正弦函数存在着双值函数，且正弦函数在接近90°时分辨率差等原因，因而把0-180°的区间分成三大区间。由三相波形图分析0-60°区间由Ua控制60°-120°区间由Uc控制120°-180°区间由Ub控制U1＝A1.α(UA控制，0-60°区间)U2＝A1.α+2.5V(UC控制60°-120°区间，因要求120°为5V故60°时为2.5V，变化范围α为0-60°)U3＝A1.α-2.5V(Ub控制120°-180°区间，180°时输出为0V，120°，输出为-2.5V，变化范围α为0-60°)采用运算放大器加法电路把上述U1，U2，U3合成后，再加上调零电路(该调零电路为发动机转子原始零点变化而设计的)就达到了U出与转角成正比输入输出关系。本技术包含有壳体和自整角机传感元件，组成该测量仪的电路有标准信号电路、整流滤波电路、比较器过零脉冲发生电路、角度区逻辑判别电路、角度逻辑控制电路、角度电压转换电路、输出合成电路和调零电路。传感元件自整角机与发动机转子相连，自整角机的定子由电源提供其励磁电压，自整角机的定子与标准信号电路相连，取出一信号，经全波整流取其正半周作为测量仪的标准信号U标；与发动机转子相连的自整角机三相输出为UA、UB、UC分别与整流滤波电路及角度区间逻辑判别电路相接，整流滤波电路的输出端Ua、Ub、Uc分别与三个角度逻辑控制电路的比较器相连接，标准信号电路的输出端与过零脉冲产生电路相接，并与三个角度逻辑控制电路的比较器相接，过零脉冲产生电路的输出端分别与3个角度逻辑控制电路相连，角度逻辑区间判别电路也与三个角度逻辑控制电路相接，3个角度逻辑控制电路的输出端分别与3个不同角度的电压转换电路相接，角度电压转换电路、调零电路分别与输出合成电路相接；由自整角机三相输出的UA、UB、UC经全波整流、滤波后变成了直流电压，Ua、Ub、Uc与U标准信号经比较器比较，角度区间判别电路把0-180°的正弦函数分成了0-60°、60°-120°、120°-180°三个区间，U标信号经过零脉冲产生电路发出过零脉冲，角度电压转换电路在过零脉冲发出时开始积分，由角度区间判别电路和U标与UA的比较电路准确地确定发动机转角所在的位置α1，积分器积到α1角度时停止积分并经转换电路及滤波后输出U出三相输出U1、U2、U3经输出合成电路合成后，再加上调零电路就得出了U出与转角成正比输入输出关系。标准信号电路由变压器T2、一级跟随器、全波整流电路及二级跟随器组成，在T2输出后级加入了R1、R11衰减器，在全波整流之后加入二级跟随器；加入R1、R11衰减器使一级跟随器输出不失真，R11的加入可调节U标的输出值，二级跟随器起隔离作用，减少输入输出间的影响，提高变压器T2的二次输入阻抗，N6组成的全波整流电路将400HZ的正弦波整流成800HZ的正向正弦波。整流滤波电路UA、UB、UC三路整流滤波电路相同，整流滤波电路采用全波整流滤波电路，其整流电路采用了二级运算放大器组成的绝对值整流电路，滤波电路采用了二级运算放大器组成的二级低通滤波电路，其中第一同相运放组成1∶1放大器，在输入端加了一个调整电阻，组成可变衰减器。角度区间逻辑判别电路 则α变化时，Ua、Ub、Uc相互之间关系如下 由于0-60°、60°-120°、120°-180°三个区间的线路类似，以0～60°区间进行分析0-60°区间 若α角处于60～120°或120°～180°区间，这时Ub＞Ua或Ub＞Uc两关系式中有一个关系式不满足，使N17B的输出④脚为“1”→N17c的输出⑩脚为“0”。60～120°、120°～180°区间逻辑判别电路按上述方法分析。过零脉冲发生电路N16A为过零比较器，正弦波信号经过零比较器输出产生对称的方波，其跳变点为正弦波两个过零点。N16B为迟滞比较器，正弦波信号经迟滞比较器后输出也是一个对称的方波，但跳变点为正弦波的过零点间后延迟了一个相角θ1，θ1的大小由正反馈电阻R63和同相点对地电阻R64的比值有关。在过零点到θ1相角区间，使U16A输出和U16B输出均为“1”或均为“0”，而在此区间外不存在均为“1”和均为“0”，的状态，即一个为“1”，另一个为“0”。 生负过零脉冲若N16A输出为“0”，而N16B输出为“1”或N16A输出为“1”，而N16B输出为“0”时，在上述两种情况下N20A和N20D的输出均为“1”→N43C输出均为“0”→无负过零脉冲产生。由上分析在U标过零脉冲产生后产生了一个很窄的负过零脉冲，过零脉冲下跳点在过零点。角度逻辑控制电路工作原理 ①为提高比较器的比较精度，电路引入了一个高放大倍数的差动放大器使UA＜U标时比较器输出为“0”。UA＞U标时比较器输出为“1”。②设转角为某一角度α1时，当ωt＝0时即过零点，由于UA＞U标，比较器输出为“1”。若α1在0°-60°之间，0°-60°端输出为“1”，→N22③脚输出为“0”→与N22④脚输出为“1”。③过零脉冲发出时，R-S触发器输入为“0，1”状态，R-S触发器Q输出为“0”。模拟开关不工作处于打开状态。④过零脉冲结束后，R-S触发器的输入为“1，1”状态输出保持原态。⑤当UA＜U标时，比较器输出为“0”与门N22④脚输出为“0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世达，韩奎华，康文，李剑秋，郭旭，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：