Преобразователь угла поворота вала в синусно-косинусные сигналы

 

ССЩ® фЯЕТСНИХ

СЦ М

РЕСПУБЛИК

> С О8 С О4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3436967/18-24 (22) 30.04.82 (46) 23.08.83.Бюл. N 31 (72) В.И.Белов, И.I1.Глаголев, Ю.П.Дорохин, Е.В.Замолодчиков и и В.С.Туревский (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N ?73426, кл. С 01 В 7/30, 1.980.

2. Электромеханические преобра- зователи угла с электрической редукцией. Под.ред. А.А,Ахметжанова. И., "Энергия", 1978, с. 49, рис.2-1 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В СИНУСНО-КОСИНУСНЫЕ СИГНА

%l, содержащий магнитопроводящие беэобмоточннй ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположена обмотка, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены два дифференциальных усилителя и делитель напряжения, подключенный параллельно обмотке, первый отвод обмотки и первый выход делителя напряжения соединены с входами одного дифференциального усилителя, а второй отвод обмотки и второй выход делителя напряжения - с входами другого диф4 ференциального усилителя. О

1037308

t

Изобретение относится к приборам автоматики и может б )ь использовано в электромеханических устройствах, осуществляющих преобразование угла поворота вала в модулированные по амплитуде в функциях синуса и косинуса угла поворота напряжения переменного тока.

Известен преобразователь угла по. ворота вала в синусно-косинусные сигналы на основе магниторезистивного датчика, содержащий два магнитопровода с расположенными по окружности зубцами, постоянный магнит, магниточувствительные элементы, выполненные в виде магниторезистивной матрицы.

Выходной сигнал магниторезистивной матрицы - изменяющиеся по синусному и косинусному закону сопротивления групп магниторезисторов. Выделение синусно-косинусной зависимости магниторезистивной матрицы осуществляют, как правило, мостовым методом (1) .

Недостатком данного преобразователя является значительный температурный коэффициент сопротивления магни» торезисторов, что ограничивает использование преобразователя в широком температурном диапазоне без термостабилизации или усложняет преобразователь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в синусно-косинусные сигналы (индукционный редуктосин), содержащий магнитопроводящие безобмоточный зубчатый ротор и зубчатый статор с повторяющимися частями, в пазах которого расположены обмотка возбуждения и две выходные синусная и косинусная обмотки (2) .

Недостатком известного преобразователя является наличие в пазах статора трех обмоток - возбуждения и выходных синусной и косинусной, что усложняет преобразователь, так как эа счет необходимости од, новременной намотки выходных синус" ной и косинусной обмоток, особенно при использовании распределенных обмоток, процесс изготовления обмоток является трудоемким и практически не механизированным.

Целью изобретения является упрощение преобразователя угла поворота вала в синусно-косинусные сигналы.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в синусно-косииусные сигналы, содержащий магнитопроводя5 щие безобмоточный ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположена обмотка, введены два дифференциальных усилителя и делитель напряжения, подключенный параллельно об10 мотке, первый отвод обмотки и первый выход делителя напряжения соединены с входами одного дифференциального усилителя, а второй отвод обмотки и второй выход делителя напряжения

15 с входами другого дифференциального усилителя.

На чертеже представлена структур .ная схема преобразователя угла по— ворота вала в синусно-косинусные

20 сигналы.

Преобразователь содержит магнито проводящие безобмоточный ротор 1 и зубчатый статор 2 с четырьмя повторя. ющимися частями. В пазах статора 2 расположена обмотка 3, параллельно которой подключен делитель 4 напряжения, состоящий, мапример, из четырех последовательно соединенных резисторов. Общая точка A первой и

ЗО второй. повторяющихся частей обмотки

3 и первый выход делителя 4 напряжения соединены с входами одного дифференциального усилителя 5,а общая:

)точка 8 третьей и четвертой пов- .

35 торяющихся частей обмотки 3 и второй выход делителя 4 напряжения соединены с входами другого дифференциального усилителя 6.

Преобразователь угла поворота ва40 ла в синусно-косинусные сигналы ра.ботает следующим образом.

Иогнитопроводящие ротор 1 и статор

2 выполнены так (например, отношения числа зубцов ротора 1 и статора

45 2 равно 3/4), что активно - индуктивные сопротивления 2 повторяющихся частей обмотки 3 соответственно равiZO XO

Е = — + j — (4+ kcos рк); (4) к о оXî

"= + —, (1- Р) = — i1 — (1-kсîg P с 1 (g) ко о

Д

55 = Ф),1 ((4-1съ п p5 )s (41 где g - угол поворота вала;

R " активное сопротивление обмотки

) Составитель А. Сидоренко

Редактор Л. Гратилло Техред И. Гергель Корректор В. Гирняк

Заказ 6016/53 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 103

) - мнимая единица;

Х вЂ” индуктивное сопротивление обмот ки;

К - коэффициент модуляции;

Р. — передаточное отношение электрической редукции.

Для получения приведенной зависи, мости ротор 1 должен быть цилиндриЧеским со смещенной осью вращения или числа зубцов ротора 1 и статора 2 должны относиться как4п1 ф11, где е „ и - целые числа.

Если обеспечить протекание переменного тока через обмотку 3, то отношение F напряжения на повторя-. ющейся части обмотки 3 к напряжению на всей обмотке для первой и четвертой повторяющихся частей равны соответственно 41 X о (4 t- k СОЬ р К)

4Ro+ 4j Ко . (5) р "o 3. o(49 kstn рк)

4 "о+ 4.j Хо (6)

Делитель 4 напряжения, подключен, ный параллельно Ьбмотке 3, обеспечивает коэффициенты деления на первом и,втором выходах, т,е. отношеwe напряжения на его первом выхо,де относительно точки A или напряжения íà eio втором выходе относительно точки 5 к напряжению на обмотке .3, -равными I/4. ,, Один дифференциальный усилитель

5 осуществляет вычитание сигналов общей точки A первой и второй повторяющихся частей обмотки 3 и первого выхода делителя 4 напряжения, а другой дифференциальный усилитель

7308 4

6 осуществляет вычитание сигналов общей точки, третьей и четвертой пов,торяющихся частей обмотки 3 и второго выхода делителя 4 напряжения." Коэффициенты передачи С (А) и. Я(о ) отношение напряжения на выходе одного 5 и другого 6 дифференциальных усилителей соответственно к напряжению на обмотке 3 равны соответственно

С(в1= 0„= — — cOSp@, (Zj

«1 k I+ jd

4 + дх

К 1+

15. 4 Ф ttd + P ® > .(8) ко где d

Хо

Таким образом, при эапитывании обмотки 3 предложенного преобразователя угла поворота вала в синусно-. косинусные сигналы переменным напря" жением на его выходах формируются модулированные в функциях синуса и косинуса угла поворота .переменные напряжения, Фазовый сдвиг которых относительно эапитывающего не зависит от угла поворота.

Техническое преимущество предложенного преобразователя угла поворо30 та вала в синусно-косинусные сигна- ° лы состоит в том, что за. счет .введения делителя напряжения и двух дифференциальных усилителей, реализуемых, как правило, на серийно выпускаемых микросхемах, удалось упростить преобразователь, т.е. исключить трудоемкий процесс изготовления выходных синусной и косинусной обмоток, чем и определяется эффект от его использования.