徹戶園即則暴自整角機(jī)圓形磁場(chǎng)角度變送器址太鋼設(shè)計(jì)院太原朱輝胡婕太原精華特種儀表廠太原薄煥林摘要]本文介紹了自主開(kāi)發(fā)的自整角機(jī)圓形磁場(chǎng)角度變送器的工作原理及主要特點(diǎn)，該裝置具有原理新穎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞自整角機(jī)圓形磁場(chǎng)角度測(cè)量概述本文所介紹的角度測(cè)量方法的特點(diǎn)是在使用自整角機(jī)時(shí)，不是在初級(jí)加上單相交流電壓，在氣隙中產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)，而是在其次級(jí)加上對(duì)稱三相交流電壓，從而在氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

　　這樣即可在自整角機(jī)初級(jí)產(chǎn)生一個(gè)與輸出軸機(jī)械角度成線性關(guān)系的相位信號(hào)。

　　經(jīng)鑒相光禍隔離V八轉(zhuǎn)換，然后輸出一直流信號(hào)。

　　該方法在使用無(wú)接觸自整角機(jī)一作為發(fā)送元件時(shí)，可得到級(jí)的轉(zhuǎn)換精度。

　　所輸出角度信號(hào)為絕對(duì)值，并采用光隔離技術(shù)，有效地克服了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的共地干擾。

　　工作原理自整角機(jī)沿圓周均勻分布著三相繞組，每相相隔機(jī)械角度極對(duì)數(shù)為時(shí)，電角度即為機(jī)械角度若在三相繞組上分別加上時(shí)間上相差幅值相同的三相交流電壓。

　　根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在自整角機(jī)氣隙中形成一個(gè)矢端曲線為圓的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

　　一a其中為三相合成磁勢(shì)為單相磁勢(shì)幅值為機(jī)械角度為交流電壓角頻率。

　　在轉(zhuǎn)子線圈中感生電壓為一a為自整角機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)。

　　從上述公式中可以看出，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械角度與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的相位角相對(duì)應(yīng)。

　　因此，只要測(cè)出的相位角即可得到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角變送器由平衡三相電源發(fā)生器鑒相器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，最后輸出二線制一直流信號(hào)，其原理圖見(jiàn)圖平衡三相電壓度發(fā)生器鑒相器躊筍了又仁自整角機(jī)轉(zhuǎn)換器平衡三相電壓發(fā)生器平衡三相電壓發(fā)生器由文氏橋式振蕩器和矢端軌跡為圓的移相器兩部分構(gòu)成，其原理線路見(jiàn)圖中國(guó)儀器儀表湖聲司面動(dòng)暴穩(wěn)幅線路時(shí)，與的相位差亦為幅值也與相同這樣就得到一個(gè)幅值相同相位差均為的平衡三相電壓為保證三相平衡電源的相位穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)時(shí)采用了相位補(bǔ)償措施。

　　要使相角穩(wěn)定，必須使盯。

　　比渾七二即凡萬(wàn)二同理，要使相角穩(wěn)定，必須使凡一凡一萬(wàn)從上述推導(dǎo)可以看出，若用同一種電容時(shí)，則電容對(duì)相角的影響就可以互相抵消。

　　而凡用溫度系數(shù)相同電阻時(shí)，則溫度對(duì)相角的影響也同樣得到補(bǔ)償，從而保證了在環(huán)境變化時(shí)的穩(wěn)定性。

　　可以看出文氏橋式振蕩器由放大器電阻凡及電容構(gòu)成。

　　為了使輸出穩(wěn)定，采用了一管構(gòu)成的穩(wěn)幅線路，使輸出幅值穩(wěn)定，波形失真極小。

　　其振蕩頻率為二兀凡角頻率……

　　這樣即可產(chǎn)生一個(gè)幅值穩(wěn)定，頻率為非線性失真很小的基準(zhǔn)正弦電壓移相器采用失端軌跡為圓的移相電路，這種電路在調(diào)整相位時(shí)，其幅值保持不變。

　　其矢量圖見(jiàn)圖原理圖中，為增益為一的放大器，為增益為l的放大器。

　　其輸出分別為的輸入電壓為其輸出電壓與大小相等方向相反。

　　電容與電阻凡接在與之間，由于放大器為增益為l的跟隨器接法，其輸入端呈高阻態(tài)，輸入值等于輸出值，等于由于電容和電阻凡的阻抗角相差所以電流在和上產(chǎn)生的電壓和間的相位角亦相差根據(jù)幾何學(xué)原理，的矢端軌跡為以點(diǎn)為圓心的圓。

　　當(dāng)洲一時(shí)，與的相位差為幅值與相同。

　　同理，當(dāng)一鑒相器及V/轉(zhuǎn)換器在鑒相器中，將平衡三相電壓中的作為參考相位，將自整角機(jī)轉(zhuǎn)子電作為被測(cè)相位，產(chǎn)生一個(gè)脈沖頻率為脈沖寬度正比于與相位差的脈沖信號(hào)，脈沖占空比為時(shí)相位差為零，脈沖占空比為時(shí)，相位差為用以驅(qū)動(dòng)光禍的發(fā)光二極管。

　　轉(zhuǎn)換器中，光禍的光電三極管根據(jù)發(fā)光二極管所發(fā)出的光脈沖寬度對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行取樣，從而形成一個(gè)平均值與占空比成線性的直流電壓。

　　這樣一般的轉(zhuǎn)換器就可以將其轉(zhuǎn)換為一的直流信號(hào)。

　　值得指出的是轉(zhuǎn)換與變送其它部分僅有光的信號(hào)連系，而無(wú)任何電磁連系，在接入儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，由儀表或計(jì)算機(jī)直流電壓對(duì)其供電，從而徹底消除了共地干擾。

　　再者，和在機(jī)械上是重合的，而在電氣上時(shí)輸出為而時(shí)則輸出在這一點(diǎn)上輸出有一個(gè)圈暇，實(shí)際情形是在時(shí)是一時(shí)是20的范圍約為全量程的萬(wàn)分之二。

　　結(jié)束語(yǔ)用本文介紹的方法制成的一0型角度變送器具有原理新穎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠哇高抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能在一周內(nèi)連續(xù)輸出絕對(duì)位置信號(hào)。

　　在使用二級(jí)自整角機(jī)一時(shí)，可獲得的測(cè)量精度。

　　自整角機(jī)自身的精度對(duì)測(cè)量精度的提高至關(guān)重要，自整角機(jī)三相繞組對(duì)稱哇齒諧波影響的大小等都會(huì)對(duì)精度造成直接影響。

　　若需更高精度時(shí)，建議采用一級(jí)或更高精度的自整角機(jī)。

　　一角度變送器于通過(guò)省計(jì)量局鑒定，并在高爐布料器和探尺測(cè)量中獲得成功應(yīng)用。