Синусоидальное напряжение

2. МЕТОД СИНУСОИДАЛЬНОЙ РАЗВЕРТКИ *

Рассмотрим образование «фигур синусоидальной развертки» при отношении частот 1 : 1 и различных сдвигах фаз в случае равенства амплитуд отклонения луча в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вертикальное отклонение луча составляет UySy, где Uy — напряжение на вертикальных отклоняющих пластинах, Sy — чувствительность осциллографическои трубки в вертикальном направлении. Горизонтальное отклонение луча равно UXSX, где Vх—напряжение на горизонтальных отклоняющих пластинах, Sx — чувствительность трубки в горизонтальном направлении.

На фиг. 4—7 приведены фигуры синусоидальной развертки при примерно равных отклонениях луча по вертикали и горизонтали и синусоидальной форме напряжений сравниваемых частот. При равенстве частот на экране осциллографа видны простые фигуры без перекрещивающихся линий; в зависимости от величины сдвига фаз между обоими напряжениями наблюдаются прямая линия с прямым и обратным углом наклона, эллипс с различными размерами и наклоном осей и окружность. По мере увеличения отношения частот осциллограмма усложняется.

Фиг. 1. Образование фигур синусоидальной развертки при отношении частот 1 : 1 для различных фазовых сдвигов f между отклоняющими напряжениями Ux и Uy.

Фиг. 3. Образование фигуры синусоидальной развертки при дробно-рациональном отношении частот (3 : 2).

Фиг. 4. Различные фигуры синусоидальной развертки при равенстве отклонений электронного луча по горизонтали и вертикали.

Фиг. 5. Различные фазовые положения фигуры синусоидальной развертки при целочисленном отношении частот (2 : 1):

Фиг. 7. Различные фазовые положения фигур синусоидальной развертки при дробно-рациональных отношениях частот:

Расшифровка фигур синусоидальной развертки наиболее просто и удобно выполняется «методом касательных» [8], а при сложных и малостабильных многолинейных изображениях «методом подсчета перекрещиваний». Согласно первому методу, к двум сторонам фигуры проводят касательные, как показано пунктирными линиями на фиг. 8, а, и подсчитывают число пиков или петель фигуры, которые соприкасаются с касательными. Отношение чисел касаний равно отношению сравниваемых частот. Когда петли изображения совпадают друг с другом (фигуры этого вида, имеющие неполные петли, будем называть «разомкнутыми фигурами»), каждую петлю или пик считают за две единицы, а свободный конец кривой — за одну единицу (фиг. 8, б). Такой

Фиг. 9. Расшифровка фигур синусоидальной развертки методом подсчета перекрещиваний светящихся линий (отношение частот 9:8):

Фиг. 11. Ухудшение удобочитаемости фигуры синусоидальной развертки при отношениях частот с числителем, равным 8, по мере роста знаменателя:

Возбуждающая катушка питается переменным током частоты 200 Гц. Вдали от ферромагнитной детали ЭДС, наводимые на измерительные катушки, расположенные по обе стороны от возбуждающей, взаимно компенсируются. При поднесении преобразователя к ферромагнитной детали его магнитная симметрия нарушается и в измерительной обмотке наводится ЭДС, которая в определенных пределах пропорциональна расстоянию между деталью и преобразователем. Для питания преобразователя служит генератор, формирующий синусоидальное напряжение частотой 200 Гц.

зарубежных фирм. Поворотный индуктосин представляет собой датчик в виде двух близко расположенных стеклянных дисков: ротора и статора с нанесенными на них печатным способом обмотками. Ротор имеет одну, а статор — две обмотки, образующие одну двухфазную обмотку. При вращении ротора движущимся исполнительным органом станка и подаче в обмотку статора двух синусоидальных напряжений, сдвинутых на 90°, в обмотке ротора индуктируется синусоидальное напряжение. Импульсы тока используют для отсчета шаговых перемещений.

Капал управления по одной координате, (Y) работает следующим образом (рис. 3). Задающий генератор (ЗГ) вырабатывает синусоидальное напряжение амплитудой 15 13 и частотой 20 кГц. Оно через трансформатор (Т) подводится в противофазе к обмоткам WI и W2 радиального Д. Резисторы /?1 ,и R2 позволяют сбалансировать мостовую схему Д в заданном положении по фазе и амплитуде соответственно. При смещении шпинделя изменяются индуктивности L\, L2 и соответственно индуктивные сопротивления обмоток W\ и W2. Амплитуда переменного напряжения на выходе моста пропорциональна отклонению шпинделя от заданного положения. Сигнал разбаланса усиливается 'предварительны*! усилителем (УП). Фаза переменного напряжения на его выходе несет .информацию о направлении смещения. Далее с помощью фазосдвигающего усилителя (ФСУ), фазочувствителытого выпрямителя (ФЧВ) — фазового дискриминатора — и фильтра нижних частот (ФНЧ) он преобразуется в постоянное напряжение. Последнее пропорционально перемещениям шпинделя.

Синусоидальное напряжение — Усиление 568

Частоты, снимаемые головками МГ-Б1 и МГ-Б2, пропускаются через фазовый дискриминатор Д, благодаря чему создается третье синусоидальное напряжение, частота которого соответствует разности частот двух исходных напряжений и зависит только от вращения выходного звена. Рассогласование фаз этого напряжения и напряжения, индуцируемого головкой МГ-А, фиксируется фазометром Ф я передается на регистрирующий прибор. С помощью фильтра, находящегося между фазометром н регистрирующим прибором, отсеиваются высшие частоты, связанные с вращением

Импульсный генератор вырабатывает короткие пикообразные импульсы, чередующиеся с частотой, близкой к частоте сигнала от неуравновешенности. Синусоидальное напряжение, поступающее от датчиков, имеет частоту порядка 16 гц до поступления в блок сравнения, преобразуется также в пикообразную форму. При совпадении по фазе пикообраз-ных сигналов срабатывает реле, останавливающее угловой лимб (позиция 4, рис. 2) фазоопределяющего устройства. После остановки лимба 4 на его шкале прочитывают угловую координату неуравновешенности.

Стремление унифицировать измерительные устройства балансировочного оборудования с различным типом привода вращения уравновешиваемой детали и повысить точность измерения параметров неуравновешенности при непостоянстве скорости вращения привело к разработке различных схем, позволяющих получить опорное синусоидальное напряжение, необходимое для работы фазоизмерителя, при отсутствии жесткой связи привода и ротора. Электромеханический вариант схемы получения опорного напряжения содержал специальный генератор, приводимый во вращение синхронным двигателем (сельсин-датчиком), включенным на выход усилителя, выделяющего первую гармонику сигнала бесконтактного датчика опорного импульса [6], [7], разработанные позднее электронные устройства того же назначения содержат мультивибратор, запускаемый коротким импульсом, получаемым с вала ротора, и цепи преобразования пилообразного напряжения мультивибратора в прямоугольное или треугольное напряжение с последующим его преобразованием в синусоидальное [8] или представляют собой перестраиваемый генератор синусоидального напряжения с системой импульсно-фазовой автоподстройки частоты [9].

В осциллографе С1-13 усиление «У» устанавливается при работе в режиме «калибровка». Если осциллограф не имеет такого режима, то для установки коэффициента усиления К, можно использовать синусоидальное напряжение. При этом следует учитывать, что эффективное значение этого напряжения должно быть ?/5ф = ?//2]/2. После этого производится настройка характеристики НС путем совмещения ее на экране осциллографа с эталонной параболой (рис. 31). Имея опыт по использованию ламп в качестве НС, можно заранее сказать, какой тип ламп в каком диапазоне изменения Un и А обеспечит требуемую характеристику. Напряжение накала UH и смещение на второй сетке обычно не регулируются и устанавливаются в соответствии со взятыми из справочника номинальными электрическими данными. Сопротивление R, влияющее на наклон анодной характеристики лампы, предварительно отключается. Изменяя напряжение смещения ?/з2> добиваются примерного совпадения на экране ЭО характеристики НС с эталонной параболой. Обычно этого легко добиться на начальных участках характеристик, где кривые почти совпадают. Однако с увеличением 1/п характеристика пентода выходит на пологий участок и идет ниже эталонной кривой. Наклон характеристики устанавливается сопротивлением R. После определения R производится окончательная корректировка t/as.

При вращении двигателя в фазах статора генератора будет индуктироваться синусоидальная ЭДС. С одной из фаз статора синусоидальное напряжение Щ подается на вывод 4 реле блокировки. Через резистор R1 напряжение поступает на диод VD1, который пропускает только положительные полуволны. Положительные импульсы (полуволны) Ua через резистор R3 поступают на базу транзистора VT1. В момент появления положительных импульсов 1/я транзистор VT1 будет открыт, а в период отсутствия импульсов закрыт. В открытом состоянии по цепи коллектор - эмиттер транзистора VT1 через резистор R5 будет протекать ток. Коллектор транзистора VT1 окажется соединенным с корпусом автомобиля и его потенциал будет равен нулю. При закрытом транзисторе VT1 ток будет протекать через резистор R5 и стабилитроны VD2 и VD3 и потенциал его коллектора будет равен напряжению стабилизации стабилитронов VD2 и VD3. Таким образом, на коллекторе VT1 формируются прямоугольные импульсы напряжения UK частота которых равна частоте ЭДС на обмотке статора генератора.

ПК при помощи звуковой карты генерирует синусоидальное напряжение в диапазоне частот 40—1000 Гц. Переменное напряжение поступает на вход усилителя, к выходу которого подключена намагничивающая обмотка трансформатора — тороидального образца с двумя обмотками — намагничивающей 1 и измерительной 2.

Возбуждающая катушка питается переменным током частотой 200 Гц. Вдали от ферромагнитной детали ЭДС, наводимые на измерительные катушки, расположенные по обе стороны от возбуждающей, взаимно компенсируются. При поднесении преобразователя к ферромагнитной детали его магнитная симметрия нарушается и в измерительной обмотке наводится ЭДС, которая в определенных пределах пропорциональна расстоянию между деталью и преобразователем. Для питания преобразователя служит генератор, формирующий синусоидальное напряжение частотой 200 Гц.