Преобразователь угол-код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСА БЛАН мю 0 08 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИЧ ЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3402570/18-24 .(22) 24.62.82 (46J 07,06.83. -Бюл. И .21 (72) Е.Е. Худыа, В.Н.:Волнянский и

Л.Н. Сафонов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах. "Энергоиэдат", 1981, с. 152.

2. Преснухин Л.Н. и др. Синус-ко.;синусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях угол-код. !

"Электричество", 1979, и 9, с, 52 (прототип). ;(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-ЮД, . содержащий синусно-косинусный @аэо" вращатель, синусный и косинусный вы= жды которого подключены к первым входам синхронных. детекторов, выходы синхронных детекторов подключены к входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр..нижних- частот, преобразователь напряжение-частота и реверсив, SU„„1022203 А ный счетчик подключен к первому niраллельному входу цифрового сумматора, второй параллельный вход которого подключен к выходу генератора сет". ки частот, отличающийся тем, что, .с целью повыаеиия точности преобразователя, в него введены первый и .второй синусно-косинусный генераторы, первый и второй преобразователи код-напряжение и первый и второй преобразователи код-ток, первый синусно-косинусный генератор подключен к выходам генератора сетки .частот, синусиый и косинусный выходы котщого через преобразователи кодток подключены соответственно к синусной и косинусной обмоткам синусно, косинусного фаэовращателя., к выходу цифрового сумматора подключен второй синусно-косинусный генератор, синусный и косинусный выходы которогь через преобразователи код-напряжение подключены к вторым входам . синхронных детекторов.

1022203

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах преобраэовайия информации.Известен преобразователь угол-код,,содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, синусный и ко" синусный выходы которого через селекf0p квадранта подключены соответственно к косинусному и синусному функ« циональным цифро-аналоговым преобразователям, выходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя, выход дефференциального уси лителя подключен к первому входу синхронного детектора, на второй вход которого подается опорный сигнал, запитывающий также синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выход синхронного детектора через генератор, управляемый напряжением, подключен к последовательному входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены к входам селектора квадрантов и функциональных цифро-аналоговых преобразовате" ,лей, а также являются цифровым выходом преобразователя (1 1.

Такой преобразователь критичен к ассиметрии вторичных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора, поэтому недостаточно точен.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий синуснокосинусный фазовращатель, выходы которого подключены к первым входам синусного и косинусного синхронных де" текторов, выходы которых соединены с входами сумматора, выход суммато.ра через преобразователь напряжение частота соединен с последовательным входом реверсивного. счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к : первому разрядному параллельному входу цифрового сумматора, .к второму разрядному параллельному входу кото" рого подключен выход генератора сетки частот, выходы цифрового сумматора подключены к вторым входам синхронных детекторов,. выход старшего разряда генератора сетки -частот подключен к входу синусно-косинусного фазовращателя (2).

Однако преобразователь характеризуется недостаточной точностью, связанной с критичностью к асимметрии синусного и косинусного каналов преобразователя, а также с недостаточ" ным подавлением нечетных гармоник на выходе синхронных детекторов.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, со" держащий синусно-косинусный фаэовра10 щатель, синусный:и косинусный выходы которого подключены к первым входам синхронных детекторов, выходы синхронных детекторов подключены к входам сумматора, выход которого через

15 последовательно соединенные фильтр нижних частот, преобразователь напряжение-частота и реверсивный счетчик подключен к первому параллельному входу цифрового сумматора, второй па39 раллельный вхоД которого подключен к выходу генератора сетки частот, введены первый и второй синусно-ко-, синусный генераторы, первый и второй преобразователи код-напряжение

Zg и первый и второй преобразователи код-напряжение и первый и второй пре" образователи код-ток, первый синусно-косинусный генератор подключен к выходам генератора сетки частот, ; синусный и касинусный выходы которого через преобразователи код-ток подключены соответственно к синусной и косинусной обмоткам синусно-косинусного фазовращателя, к выходу цифрового сумматора подключен второй синус3% но"косинусный Генератор, синусный и косинусный выходы которого через преобразователи код-напряжение подключены к вторым входам синхронных детек,торов.

4О .

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Преобразователь угол-код содержит синусно-косинусный фазовращатель 1, синхронные детекторы 2 и 3, сумматор

4, фильтр 5 нижних частот, преобразо ватель 6 напряжение-частота, ревер.сивный счетчик 7, цифровой сумматор

8, генератор 9 частоты сетки,, первый синусно-косинусный генератор 1О, второй синусно-косинусный генератор 11, преобразователи 12 и 13 код-напряжение, преобразователи 14 и 15 код-ток.

Преобразователь работает следую" щим образом, На выходе фазовращателя 1 наводятся напряжения:

F.„sin(tut+Q); "Eicos(uvt+9) ю которые поступают на входы синхрон3 302220 ных детекторов 2 и 3. На опорные входы синхронных детекторов с выходов преобразователей код-напряжение подаются. сигналы: ц„„sin(uk+9); U сов(си +г) .

При перемножении входного и опорного напряжений в синхронном детекторе 2 получаем

К Е.,вм (щ «З) Ц, СОэ(иф++Ч)=

10 "-О ф и (9-Ч )+ О Мп (2иА «9+ 9.), где К - коэффициент передачи синх-. Е ронного детектора 2;

Е Uyz К .е

Аналогично на выходе синхронного детектора 3 получаем ,К I=K coo (ж +©)30 % 4et.«Ч )"-! = О МИ (6-9)-Орж (RC6+ «9+9)) 3 4 снчфаэных сигналов в сумматоре 4 так же не приводит к появлению ошибок.

Взаимная компенсация в сумматоре напряжений второй гармоники, образую- щихся в синхронных. детекторах 2 и j, облегчает фильтрацию полезного сигнала в фильтре 5 низких частот, Отсутствие жестких требований к стабильности коэффициентов передачи синхронных. детекторов 2 и 3 noasoляет испольэовать как релейные синхронные детекторы, так и гармонические. Гармонический синхронный детек" тор характерен абсолютной частотной избирательностью, что позволяет исключить влияние всех гармоник, но значительно проигрывает релейному детектору в стабильности коэффициента передачи, что не позволяет исполь. зовать гармонические .синхронныв детекторы 8 известных преобразователях.

3 . 2

Напряжение на выходе сумматора 4 определяется выражением:

U =(UC+Q)614 (8-Ч )«(0 -0 )., r Ым И а « «цi).

Поскольку U,=-.U, напряжение второй гармоники на выходе .сумматора невелико. Это напряжение подавляется .фильтром нижних частот, тогда на его вмходе полуйаем .

О% (Ъ+Цъ).вал(Е Г)

8 установившемся состоянии U О, что

5 возможно только прись=9. Таким об- . разом, асймметрия вторичных обмоток . фазовращателя. 1 .и неравенство коэффициентов передачи синхронных детекторов 2 и 3 не приводят к появлению ошибки преобразователя. Поскольку напряжения на входах сумматора М равны нулю, недостаточное подавление

В предлагаемом преобразователе отсутствуют погрешности вследствие неболывих асимметрии и неперпендикуBRpHocTH первичных 06tkoTolc фаэовра@ателя и напряжений питания первичных обмоток (эффект фильтра обратной по" следовательности), что уменьшает влияние погреавостей самого фазовращателя 3, а также позволяет снизить требования к стабильности его напряжения питания. Использование гармонических синхронных детекторов 2 и 3 снижает требования к содержанию гар3S моник в спектре напряжения питания фазовращателя l.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уст40 ранении влияния отмеченных выше факторов на погрешность преобразователя угол-код.

1022203

Составитель В. Подолян

Редактор С. Юско Техредй .Ге гель Корректор Ю. Макаренко аказ 050 3 Тираж одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 9/5 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, М