專利名稱：發(fā)動機轉角傳感器調整裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機轉角測量用傳感器的調整裝置，適合在測量發(fā)動機的低壓渦輪轉子的轉角α1和高壓渦輪轉子的轉角α2以及尾噴口張開角度時調整傳感器使用。
背景技術：
現(xiàn)有用于測量發(fā)動機低壓渦輪轉子轉角α1和高壓渦輪轉子轉角α2及尾噴口張開角度采用轉角測量儀，而采用轉角測量儀測量轉角時必須使用傳感器，而傳感器裝設是否正確對于測量結果有很大影響，因此需要一種傳感器調整裝置，以便測量時用于檢驗和調節(jié)傳感器。
實用新型內容為解決現(xiàn)有測量裝置之不足，本實用新型提供一種發(fā)動機轉角傳感器調整裝置，以實現(xiàn)對發(fā)動機轉角的高精度測量。
本實用新型之結構設計是這樣實現(xiàn)的該裝置之結構由電源板、逆變電源、交流數(shù)字電壓表、傳感器A、傳感器B、位置指示器及轉角測量儀等部分組成，其聯(lián)接是電源板輸入為變壓器結構，經(jīng)正流穩(wěn)壓后變成直流電源，輸出直接聯(lián)接到傳感器B、位置指示器及轉角測量儀的電源輸入端，逆變電源之400HZ 36V電源端直接輸入到傳感器B、位置指示器及轉角測量儀之400HZ 36V電源輸入端，400HZ 7V輸出經(jīng)電位器與交流數(shù)字電壓表和傳感器A輸入端聯(lián)接，其中傳感器B、位置指示器將轉角測量儀之A、B、C、400HZ 36V端各自并聯(lián)在一起(如圖1所示)。
其工作原理是傳感器B為400HZ勵磁的自整角機，當轉角α發(fā)生變化時，自整角機輸出的三相電壓UA、UB、UC均為一正弦規(guī)律變化的等幅振蕩，其振蕩頻率由勵磁所提供的頻率決定，其振幅與所處轉角的正弦值成正比。
其中位置指示器由接收自整角機、電流放大器、可逆電機、減速器等部件組成(如圖2所示)其聯(lián)接是可逆電機經(jīng)減速電機與自整角機聯(lián)接，傳感器B和自整角機和位置指示器的自整角機接成變壓器工作狀態(tài)，傳感器B的自整角機為發(fā)射自整角機，位置指示器的自整角機為接收自整角機，兩個自整角機由同一個400HZ.36V的電源勵磁，當轉動受檢元件時、與其機械連接的傳感器B自整角機的轉子隨著轉動，位置指示器的接收自整角機由于發(fā)射自整角機的轉動而使其轉子繞組內形成了控制電動勢，控制電動勢輸出給電流放大器的輸入端，經(jīng)放大器放大后控制可逆電機的控制繞組，可逆電機經(jīng)減速機構轉動接收自整角機的轉子，使電流放大器的輸入電流為零，這樣就使接收自整角機達到平衡，因而位置指示器的指針能正確指示受檢元件的每個位置。傳感器A為一個旋轉變壓器、旋轉變壓器是一種小型交流電機，它由定子和轉子組成，定子繞組為變壓器的原邊，勵磁電壓400HZ 6V加在定子繞組上，當轉子轉動時，定子和轉子繞組間的互感系數(shù)精確地按定子與轉子間夾角的正弦(或余弦)的規(guī)律變化，故采用交流數(shù)字電壓表測出的電壓值能精確地確定轉角α。
轉角測量儀其結構如圖3所示，由標準信號電路、全波絕對值電路、過零脈沖發(fā)生器、角度邏輯區(qū)間判別電路、同步電路、角度—電壓轉換電路(U1U2U3產(chǎn)生電路)、輸出合成電路等組成。標準信號電路如圖4所示由于400HZ 36V電源輸出不共地，另外36V電壓太高，故采用了變壓器T使二次9V接地，并對400HZ的電源進行變換。
標準信號電路采用二級同相(+1)運算放大器，其功能起隔離作用。前級跟隨器輸出為400HZ的正弦波，它為U′標信號，供過零脈沖發(fā)生器用，后級跟隨器輸出為經(jīng)全波整流后的波形，它為U標準信號。
要求U標峰＝Uamax＝UBmax＝UCmax。標準信號電路原理參見圖5。
全波絕對值電路本儀器共采用了四套全波絕對值電路，分別為U標UAUBUC四種電路中均采用。
其原理線路如圖6、圖7所示過零脈沖發(fā)生器如圖5所示，為了保證角度電壓轉換器的轉換精度，本儀器的過零脈沖發(fā)生器與一般的過零脈沖發(fā)生器有特殊要求。既要求過零前產(chǎn)生一個過零脈沖(這時角度電壓轉換器的積分電容短路放電)，當處理0°或180°時(過零點)積分電容立即開始充電，這保證角度一電壓轉換的精度。
該線路圖的各點輸出波形如圖8所示。
角度區(qū)間邏輯判別電路，其組成如框圖9所示；其電路原理如圖10所示。
第一級N44/1為積分器U入＝Amsinαsin(wt+Φ)
U出＝Am1sinαcos(wt+Φ)第二級為±1放大器，其功能為鑒相器；第三級N45為濾波器，其濾波器的輸出為直流分量；第四級為過零遲滯比較器，該比較器相對于α角進行比較，它不象全波絕對值電路其輸出為AmSinα，因而經(jīng)過過零遲滯比較器可確定0°～180°和180°～360°的區(qū)間。濾波器中加入了調零電位計W5，利用該調零電位計可以使該電路的零位與0°～60°、60°～120°、120°～180°區(qū)間的零位重合。
確保0°～180°和0°～60°同步電路其組成如框圖11所示，其電路原理如圖12。
其原理說明a運放N47/A為比較器；bN12/1為自整角機的C相輸出信號，它在0°～60°，240°～360°為正半周，60°～240°負半周。N12/1經(jīng)N47/B積分器輸出為正弦函數(shù)變成余弦函數(shù)，經(jīng)N48/A鑒相器后輸出，經(jīng)N49比較器后使240°～60°輸出為-14V(0°為-14V)，60°～240°輸出為+14V。
c經(jīng)衰減器和N11運放后，在0°處Vb增加+0.16v在180°處減小了0.16v這樣使0°處自動|Ub|＞|Uc|，零點自動向前移一點，出現(xiàn)0°～60°的區(qū)間判別信號，達到0°～180°和0°～60°，在0°處確保同步。
角度一電壓變換電路(U1U2U3產(chǎn)生電路)，其框圖如圖13為了提高α角的分辨精度，轉角確定電路先由U標和Uc進行差動放大，然后進行比較這樣能提高比較精度。
其原理線路如圖14、15、16所示。
輸出合成電路如17所示。
圖17只畫出60°跳變處克服跳變的原理線路120°、180°的克服跳變的原理線路與60°相同，故不重復。
轉角測量儀整體結構如上所述，前面為400HZ 36V經(jīng)變壓器變成400HZ9V，經(jīng)標準信號電路、過零脈沖發(fā)生器輸出為過零脈沖；A、B、C三相電信號經(jīng)絕對值電路(為全波絕對值電路)，經(jīng)區(qū)間判別電路分別給出0～60°、60°～120°、120°～180°區(qū)間內的轉角，與標準信號電路和過零脈沖相聯(lián)接為U1、U2、U3產(chǎn)生電路，其發(fā)生器輸出聯(lián)接到輸出合成電路輸入端，其輸出經(jīng)μA電流表聯(lián)接電阻分壓端，同時聯(lián)有0°～180°區(qū)間判別電路，給出的區(qū)間為180°～360°。
400HZ 36V的交流逆變(交—直—交)電源400HZ 36V的交流逆變電源堆為傳感器B和傳感器A(400HZ 6V)的勵磁電源，它同時也是提供給位置指示器的勵磁電源，并且提供給轉角測量儀，使轉角測量儀得到過零脈沖和標準信號。設備對400HZ 36V電源的要求為①輸出點電流為400mA；②輸出為400HZ的正弦波，失真度在1％以內；③電源的穩(wěn)定度為1％。
本實用新型優(yōu)點結構簡單，工作速度快，測量精度高，電路工作穩(wěn)定。


圖1為本實用新型整體結構原理框圖；圖2為本實用新型位置指示器結構圖；圖3為本實用新型轉角測量儀結構圖；圖4為本實用新型轉角測量儀標準信號電路框圖；圖5為本實用新型轉角測量儀標準信號電路、過零脈沖電路原理圖；圖6為本實用新型轉角測量儀在標準信號電路中采用全波絕對值電路原理圖；圖7為本實用新型轉角測量儀全波整流電路圖；圖8為本實用新型轉角測量儀過零脈沖電路輸出波形圖；圖9為本實用新型轉角測量儀角度區(qū)間邏輯判別電路框圖；圖10為本實用新型轉角測量儀角度區(qū)間邏輯判別電路原理圖；圖11為本實用新型轉角測量儀確保0-180°和0-60°同步電路組成框圖；圖12為本實用新型轉角測量儀確保0-180°和0-60°同步電路原理圖；圖13為本實用新型轉角測量儀角度—電壓變換電路組成框圖；圖14為本實用新型轉角測量儀角度—電壓U1轉換電路原理圖；圖15為本實用新型轉角測量儀角度—電壓U2轉換電路原理圖；圖16為本實用新型轉角測量儀角度—電壓U3轉換電路原理圖；圖17為本實用新型轉角測量儀輸成合成電路原理圖；圖18為本實用新型逆變電源組成框圖；圖19為本實用新型逆變電源電路原理圖；圖20為本實用新型逆變電源變換器原理圖；圖21為本實用新型電源原理圖。
具體實施方式
1、電源電壓為200V 50HZ 100VA
2、位置指示器采用Ц∏-33-05參見圖2，由接收自整角機，電流放大器，可逆電機，減速器等部件組成。
其直流電壓+24V交流電壓36V 400HZ工作轉角120°最大轉角240°指示誤差±1.0°3、傳感器B為400HZ勵磁的自整角機，該自整角機為發(fā)射自整角機，位置指示器的自整角機和傳感器B的自整角機接成變壓器工作狀態(tài)，它們由同一個400HZ、36V的電源勵磁。傳感器A屬于一個旋轉變壓器，是一種小型的交流電機，由定子和轉子組成，定子繞組為變壓器的原邊，400HZ 6V的勵磁電壓加在定子繞組上。當轉子轉動時定子和轉子繞組間的互感系數(shù)精確地按定子和轉子的夾角的(或余弦)規(guī)律變化。
4、400HZ 36V交流逆變電源要求輸出電流400mA以上，輸出為400HZ正弦波失真度＜1％電源穩(wěn)定度0.5％。
該逆變電源由帶自動增益調整的主振級、誤差放大器、合成電路功放等線路組成，失真度由選用文式振蕩電路保證。
轉角測量儀是為了確定傳感器B是否工作在其工作轉角0°～120°范圍內，同時通過該裝置檢查傳感器B的轉角變化的平穩(wěn)性。因而角度區(qū)間轉換時要求輸出平穩(wěn)外無抖動，因而在合成電路中加入必要的電路實現(xiàn)上述功能，其原理框圖見圖3。
α＝104°時μA電流表指示30±10μAα＝4°時μA電流表指示80±10μAα＝180°-360°時μA電流表指示0μAα＝0°時必須有大于85μA的指示。
權利要求1.一種發(fā)動機轉角傳感器調整裝置，其特征在于該裝置之結構由電源板、逆變電源、交流數(shù)字電壓表、傳感器A、傳感器B、位置指示器及轉角測量儀組成，其聯(lián)接是電源板輸入為變壓器結構，經(jīng)正流穩(wěn)壓后變成直流電源，輸出直接聯(lián)接到傳感器B，位置指示器及轉角測量儀的電源輸入端，逆變電源之400HZ 36V電源端直接輸入到傳感器B、位置指示器及轉角測量儀之400HZ 36V電源輸入端，400HZ 7V輸出經(jīng)電位器與交流數(shù)字電壓表和傳感器A輸入端聯(lián)接，其中傳感器B、位置指示器將轉轉角測量儀之A、B、C、400HZ 36V端各自并聯(lián)在一起。
2.按權利要求1所述之調整裝置，其特征在于位置指示器由接收自整角機、電流放大器、可逆電機、減速器組成，其聯(lián)接是可逆電機經(jīng)減速電機與自整角機聯(lián)接，傳感器B和自整角機和位置指示器的自整角機接成變壓器工作狀態(tài)，傳感器B的自整角機為發(fā)射自整角機，位置指示器的自整角機為接收自整角機，兩個自整角機由同一個400HZ.36V的電源勵磁。
3.按權利要求1所述之調整裝置，其特征在于轉角測量儀其結構前面為400HZ 36V經(jīng)變壓器變成400HZ 9V，經(jīng)標準信號電路、過零脈沖發(fā)生器輸出為過零脈沖；A、B、C三相電信號經(jīng)全波絕對值電路，經(jīng)區(qū)間判別電路分別給出0～60°、60°～120°、120°～180°區(qū)間內的轉角，與標準信號電路和過零脈沖相聯(lián)接為U1、U2、U3產(chǎn)生電路，其發(fā)生器輸出聯(lián)接到輸出合成電路輸入端，其輸出經(jīng)μA電流表聯(lián)接電阻分壓端，同時聯(lián)有0°～180°區(qū)間判別電路，給出的區(qū)間為180°～360°。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)動機轉角傳感器調整裝置，其結構由電源板、逆變電源、交流數(shù)字電壓表、傳感器A、傳感器B、位置指示器及轉角測量儀等幾部分組成，交流數(shù)字電壓表直接與傳感器A聯(lián)接，傳感器B、位置指示器、轉角測量儀A、B、C端、400Hz36V電源端各自并聯(lián)在一起，位置指示器與傳感器的自整角機與發(fā)動機轉子聯(lián)接，由于自整角機傳感元件隨著轉子轉動，勵磁電壓的變化按正弦函數(shù)關系測出其α轉角值，優(yōu)點是結構簡單，因采用了傳感器自整角機，利用400Hz 36V勵磁方式工作，工作速度快，測量精度高，電路工作穩(wěn)定。
文檔編號G01B7/30GK2591560SQ02251118
公開日2003年12月10日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權日2002年12月10日
發(fā)明者唐世達, 韓奎華, 韓桂琴 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司