Технологические погрешности поворотных трансформаторов и разброс их параметров приводят к тому, что при нулевом угле рассогласования системы (0г=О) на выходе приемников обоих каналов появляются добавочные напряжения и следящая система поворачивает объект управления на угол 0=5ед.

На основе анализа погрешностей, проведенного в § 5.6, можно утверждать, что такой поворот происходит за счет составляющих добавочных напряжений, совпадающих по фазе с соответствующими напряжениями рассогласования (Урах н t/miax- Эти составляющие добавочного напряжения называют напряжениями ошибки грубого AUem. р И точного Af/om. т канзлов. Квадратурные составляющие добавочных напряжений (остаточные напряжения) непосредственно угловой погрешности не вызывают. Однако они снижают чувствительность системы, приводят к протеканию тока в цепях управления усилителя и исполнительного двигателя при согласованном положении системы.

При использовании в грубом и точном каналах одинаковых поворотных трансформаторов амплитуды выходных напряжений и амплитуды напряжений ошибки будут одинаковые:

max~rmax = max> AUom. г=А(Уош. т==А[;ош.

Тогда с учетом (5.37) имеем

(/p==(/ sin0,-hA(/oxn; (5.39)

t/t = f/maxSin(0,O-bA(/ .

Удельное выходное напряжение (крутизна) обоих каналов определяется по формулам [в угл. мин.]

- V =f) =fn,ax; . (5.40)

т. е. крутизна выходной характеристики точного канала в i раз больше, чем грубого

/т.уд=Т/г.уд. (5.41)

Угловая погрешность дистанционной передачи, обеспечиваемая каждым из каналов, определяется как отношение амплитуды напряжения ошибки к удельному выходаому напряжению:

Ae=Af/oJt7T.yfl=Atom/ifr.y . (5.42)

Из (5.42) следует, что

Ae,=Aer/t, (5.43)

т. е. в двухканальной системе за счет наличия точного канала статическая погрешность в i раз меньше, чем в одноканальной.

Однако соотношение (5.43) справедливо только в том случае, если угловая ошибка в зацеплении редуктора равна нулю. В реальных редукторах имеется угловая погрешность зацепления Абрсд, связанная с неточностью изготовления шестерен и люфтом. Угловую погрешность системы с учетом параметров редуктора определяют по формуле

АО=-{-ДОред. (5.44)

Как следует из выражения (5.44), увеличение передаточного отношения i дает существенное уменьшение погрешности А0 только до тех пор, пока А0 не становится соизмеримой с Д0ред. Кроме того, при больших значениях i возрастает скоростная погрешность, обусловленная э. д. с. вращения, наводимой в обмотках синхронизации датчика и. приемника точного канала. Увеличивается момент сопротивления повороту входной оси системы за счет приведенных моментов трения датчика точного канала и редуктора, что затрудняет передачу угла от маломощных устройств. Поэтому в двухканальных системах передаточное отношение редукторов i обычно не превышает 33.

Основным направлением при создании систем дистанционной передачи угла повышенной точности с погрешностью менее 1 угловой минуты является применение в двухканальной системе принципа электрической редукции. Двухканальная система с электрической редукцией отличается от системы с механической редукцией, изображенной на рис. 5.17, тем, что:

а) датчик и приемник точного канала являются многополюсными поворотными трансформаторами с числом пар полюсов р.

б) механические редукторы Ред. 2 и Ред. 3 заменены прямыми механическими связями с передаточным отношением /.

При такой схеме одному обороту задающей оси соответствует один пространственный период выходного напряжения грубого канала Иг и Pj пространственных периодов выходного напряжения точного канала (У, т. е. передаточное о тношение между каналами 1=Рт. Это значит, что уравнениями выходных напряжений двухканальной системы с электрической редукцией являются выражения (5.37) при £=Рт, а сами выходные характеристики имеют вид графиков, изображенных на рис. 5.18. Следовательно, в случае использования в грубом и точном каналах поворотных трансформаторов с одинаковой амплитудой выходного напряжения и одинаковым напряжением ошибки для оценки соотношения погрешностей грубого и точного канала можно использовать выражение (5.43):

Д0,=Де,/р,. (5.43)

Поскольку механические редукторы между каналами отсутствуют, то в формуле (5.44) A0p=O и погрешность системы определяется в основном угловой погрешностью точного канала

Д0=де,=А0,/р. (5.44)

Таким образом, применяя правильно спроектированные датчики и приемники в обоих каналах системы с электрической редукцией, можно умепьилить погрешность системы в раз. Кроме того, в многополюсных поворотных трансформаторах, как уже указывалось, происходит усреднение погрешностей, вносимых технологией изготовления. В результате может оказаться, что напряжение ошибки точного канала Д(7ош.т<АС/ош.гИ погрешность системы

Благодаря отсутствию механического редуктора между датчиками грубого и точного каналов уменьшается момент сопротивления повороту входной оси, что создает возможность передачи углового перемещения от маломощных устройств.

Условия самосинхронизации двухканальной системы с электрической редукцией и вытекающие из них правила выбора величины передаточного отношения такие же, как для системы с механической редукцией.

В двухканальных системах с электрической редукцией наряду с раздельно выполненными двухполюсными и многопояюсными поворотными трансформаторами используют Совмещенные конструкции. В совмещенной конструкции двухполюсная и многополюсная обмотки укладывают на одном и том же пакете статора и ротора в одни и те же пазы. При этом снижаются суммарные габариты и вес датчиков и приемников, исключается операция совмещения нулей грубого и точного каналов. Если двухполюсная и многополюсна обмотки создают синусоидально распределенные м. д. с, то между ними нет потокосцепления взаимоиндукции и работа грубого и точного каналов является независимой.

§ 5.8. ПРИМЕНЕНИЕ ПОВОРОТНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Поворотные трансформаторы широко применяют в автоматических счетно-решающих устройствах, предназначенных для операций трех основных видов:

1) алгебраических - сушшрования, умножения, деления, возвсг-дения в степень и извлечения корня;

2) тригонометрических - получения синусных, арксинусных, тан-генсных, арктангенсных, секансных и т. д. зависимостей амплитуды напряжения от угла поворота;

3) преобразования координат.

Рассмотрим устройство для автоматического умножения двух переменных X и Y, структурная схема которого представлена на рис. 5.19. В устройство входят два электрических каскада поворотных трансформаторов, элемент сравнения С и расшифровывающая следящая система. Первый каскад состоит из линейных поворотных трансформаторов ЛПГ и ЛГЛ\; второй каскад -из линейного поворотного трансформатора ЛПТд и масштабного МПТ, которым устанавливается масштаб Л ; следящая система -из электронного