Преобразователь угол-код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (isj1001 136 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 17. 02. 81 (21) 3250558/18-.24 (31) М. Nn.з с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

G 08 G 9/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 2802.83, Бюллетень. ¹ 8

Дата опубликования описания28.02.83.(53) УДК 681. 325 (088. 8) A.ß. Корниенко, В.Г. Троицкий, Н.И. Маркин и Г.П. Сапатова (72) Авторы изобретения

I

l ! (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано для дистанционного преобразования угла поворота контролируемого объекта в код.

Известны преобразователи угол-код, содержащие фазоврацатели точного и грубого отсчетов, триггеры, элементы, совпадения, генератор калиброванной частоты и делитель частоты (1 7.

Недостатком таких устройств является низкая точность из-за наличия аддитивных погрешностей.

Известны преобразователи уголкод, содержац1ие сельсины, подсоединенные к трансформатору Скотта через коммутатор, управляюций вход которого соединен с выходом блока управления, преобразователь код-напряжение, сравнивающий элемент, устройство аппроксимации и регистры (2 ).

Недостатком таких устройств является низкая точность.Наиболее близким к предлагаемому по технической.суцности является преобразователь угол-код, содержащий сельсины и цепь, включающую последовательно соединенные трансформатор

Скотта, фазогцвигающий блок и блок выделения временного интервала, вы.ход которого псдключен к входу вентиля, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к суммирующему входу счетчика 1 3 7.

В данном преобразователе на. точность получения числового эквивалента, пропорционального угл„ поворота

10 ротора сельсина, влияют различные дестабилизирующие факторы, а именно температура окружающей среды, уходы параметров электрических схем, и т.д„

Недостатком таких устройств является низкая точность, обусловленная действием указанных дестабилизирующих факторов.

Цель изобретения — повышение точности

Для достижения поставленной цели в преобразователь угол-код, содер° жащий сельсин, соединенный с шиной питания, и последовательно соединенные трансформатор Скотта, фазосдвигающий блок и блок выделения временного интервала, выход которого подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом генератора импульЗ0 .сов, а выход — с суммирующим входом

1001136 счетчика, введены два коммутирующих элемента, делитель напря>хения, элемент ИЛИ, нуль-орган, распределитель уровней и два элемента И, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а вторые входы соответственно - с первым и вторым выходами блока выделения временного интервала и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу распределителя уровнейг t0 первый выход которого соединен с третьим входом ключевого элемента, а второй выход — с третьими входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к суммирую- 15 щему и вычитающему входам счетчика, выходы сельсина соединены с входами первого коммутирующего элемента, выходы которого соединены с входами трансформатора Скотта, а управля- Я ющий вход — с третьим выходом распределителя уровней, шина питания подключена к первому входу второго коммутирующего элемента непосредственно, через делитель напряжения к 25 второму входу второго коммутирующего элемента и через нуль-орган к второму входу распределителя уровней, четвертый выход которого соединен с управляющим входом второго коммути- Зп рующего элемента, выходы которого соединены с входами трансформатора

Скотта.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя угол-код; З5 на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь угол-код содержит последовательно соединенные сельсины

1, первый коммутирующий элемент 2, gg трансформатор 3 Скотта, фазосдвигающий блок 4, блок 5 выделения временного интервала, ключевой элемент б, счетчик 7, генератор 8 импульсов, элементы И 9 и 10. Элемент ИЛИ 11. 45 распределитель 12 уровней, нуль-орган 13, второй коммутирующий элемент

14 и делитель 15 напряжения, Устройство работает следующим.образом.

При наличии питающего напряжения

0,>„ сельсин 1 формирует на своих вйходах синусоидальные напряжения, сдвинутые на 120О, которые поступают через коммутирующий элемент 2 на трансформатор 3 Скотта,,преобразующий поступающие íà его вход напряжения в двухфазное напряжение. Напряжение в каждой фазе сдвинуто на

90 одно относительно другого, а амплитудные значения напряжений равны. 60

Выходной сигнал с трансформатора

3 Скотта поступает на фазосдвигающий блок, задачей которого является формирование двух переменных напряжений, имеющих между собой фазовый 65 сдвиг, пропорциональный углу поворота сельсина 1. Блок 5 выделения временного интервала формирует на своем выходе. импульс, длительность которого равна временному интервалу,ag (фиг..2в), пропорционального фазовому сдвигу, Ключевой элемент б открыт на время, равное временному интервалу л . Импульсы с генератора 8 частоты поступают через ключевой элемент б на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 (фиг. 2е).

В реверсивном счетчике 7 записывается число N й™кь гце б - временной интервал, проч >рциональный углу поворота ротора сельсина

Рхв — выходная частота следования импульсов с генератора °

Числовой эквивалент N состоит из следующих частей: истинное значение числового эквивалента N пропорциональное углу поворота ротора сельсина) значение числового эквивалента

ЙЗ, обусловленное влиянием дестабилизирующих факторов. !

Перед началом измерения распределитель 12 уровней формирует временной интервал коррекции (фиг. 27,)„ закрывающий коммутирующий элемент 2 и открывающий коммутирующий элемент 14.

На входе коммутирующего элемента 14 с помощью делителя 15 напряжения формируется напря>хение, величина которого по отношению к величине напряжения Uä„ä „T тTа к оoв а, что оно и напряжение (.>„и>- пропорциональны выходным напряжениям сельсина 1, получаемым при повороте ротора сельсина 1 на 45О, так как их амплитуды находятся в определенном соотношении.

При фазовом методе измерения такая величина входного напря>хения приводит к .тому, что на выходе блока 5 выделения временного интервала (при идеальнОм случае) должен быть временной интервал ht, равный нулю.

Однако при влиянии дестабилизирующих факторов на выходах блока 5 выделения временного интервала формируется импульс, длительность которого пропорциональна временному интервалу, зависящему от степени влияния дестабилизирующих факторов.

Сформированный импульс, пройдя че рез элемент ИЛИ 11 на первый вход распределителя 12 уровней приводит к тому, что на его втором выходе формируется разрешающий потенциал для третьих выходов элементов И 9 и 10 (фиг. 2>к).

В зависимости от характера действия дестабилизирующего фактора импульс формируется на первом или вто1001136 ром выходе блока 5 выделения временного интервала.

Если при действии дестабилизирующего фактора числовой эквивалент больше идеального, то распределитель

12 уровней открывает коммутирующий элемент 14 и закрывает коммутирующий элемент 2. На вход трансформатора 3 Скотта поступает сигнал, эквивалентный углу поворота ротора сельсина 1 на 45О. Трансформатор 3

Скотта формирует двухфазное напряжение. Фазосдвигающий блок 4 преобразует сигнал в фазовый сдвиг. Блок

5 выделения временного интервала формирует на своем выходе импульс, 15 длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу.

Импульс, пройдя через элемент

ИЛИ 11, поступает на распределитель

12 уровней, который на своем втором выходе формирует разрешающий потенциал на третьих входах блока 5 выде-.рения временного интервала, и откры вает элемент И 10. Импульсы, поступающие с выхода генератора 8, поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 7.

Число импульсов, поступающих на реверсивный счетчик, равно

30 (от =4" кв ! где Nв — числовой эквивалент,. вызванный влиянием дестабилизирующих факторов при нулевом входном угле.

По следующему сформированному бло-. ком 5 выделения временного интервала импульсу на втором выходе распределителя 12 уровней появляется разрешающий сигнал. Второй импульс с блока 40

5 выделения временного интервала открывает ключевой элемент 6. Импульсы с генератора 8 импульсов поступают через ключевой элемент 6 на вход сложения реверсивного. счетчика 7 (фиг. 2е) 45

Число импульсов, поступающих на вход, сложения реверсивного счетчика 7, равно

N=Dt f

Кве

В реверсивном счетчике 7 к окон- 50 чанию импульса записан следующий чис,ловой эквивалент:

N„=N NîT= кв от кв.= f„в(n4 "от)

Таким образом, при формировании числового эквивалента уменьшается погрешность путем исключения влияния дестабилизирующих факторов.

Если при влиянии дестабилизирую- 60 щих факторов числовой эквивалент, пропорциональный углу поворота сельсина 1, будет меньше идеальнбго, то при включении коммутирующего элемента

14 будут проходить импульсы с гене- 65 ратора 8 импульса на вход сложения реверсивного счетчика 7 (фиг. 3 е).

Напряжение питания Оп поступает на нуль-орган 13, задача которого формировать импульсы в момент изменения входным сигналом фазы (момент перехода отрицательной полуволны на положительную).

Выходные импульсы с нуль-органа осуществляют управление и Синхронизацию работы распределителя 12 уровней.

Цепи формирования импульса сброса реверсивного счетчика 7 не показаны.

После сброса реверсивного счетчика

7 цикл работа-коррекция повторяется.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий сельсин, соединенный с шиной питания и последовательно соединенные трансформатор Скотта, фазосдвигающий блок и блок выделения временного интервала, выход которого подключен к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с суммирующим входом счетчика, о т л и ч а ю-шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два коммутирующих элемента, делитель напряжения., элемент ИЛИ, нуль-орган, распределитель уровней и два элемента И, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а вторые входы соответственно — с первым и вторым входами блока выделения временного интервала и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу распределителя уровней, первый выход которого соединен с третьим входом ключевого элемента, а второй выход— с третьими входами элементов И, выходы которых подключены к суммирующему и вычитающему входам счетчика, выходы сельсина соединены с входами первого коммутирующего элемента, выходы которого соединены с входами распределителя уровней, шина питания подключена к первому входу второго коммутирующего элемента непосредственно, через делитель напряжения — к второму входу второго коммутирующего элемента и через нуль-орган к второму входу распределителя уровней, четвертый выход которого соединен с управляющим входом второго коммутирующего элемента, выходы которого соединены с входами трансформатора Скотта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ахметжанов А.A. Системы передачи угла повышенной точности, М., "Энергия", 1966, с.. 30-32, рис. 1-15.

2, Авторское свидетельства СССР

9 414612, кл, G 08 С 9/00, 1972.

3. Эверев A.E. и др. Преобразователи у.главыК перемецений в цифровой . код."Энергия",1974,с.75-79(прототип).

1001136

Составитель И. Назаркин

Техред Л.Пекарь корректор М. Шароши

Редактор .A.. Ворович

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1401/58 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. 4/5