Преобразователь перемещения в код

Авторы патента:

G08C9 - 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;

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена с источником синусоидального сигнала, a первая и вторая вторичные обмотки подключены к первым входам первого и второго фазовых детекторов соответственно, второй вход первого фазового детектора подключен к источнику синусоидального-сигнала, a первые выходы первого и второго фазовых детекторов подключены к блоку преобразования постоянных напряжений в код, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введен источник косинусридального сигнала, подключенный к второму входу второго фазового детектора и к другой первищ)ой обмотке синусно-косинусного вращающегося трансформатора , первая и вторая вторичные обмотки которого подключены к третьим входам соответственно второго и первого фазовых детекторов , a вторые выходы второго и первого фазовых детекторов подключены к четвертым входам соответственно первого и второго фазовых детекторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

212 A

09) (11) ЗСЮ G 08 С 900

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546272/18-24 (22) 28.01.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) В. Т. Лузинский и В. К. Цаценкин (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Патент США № 3505669, кл. 340вЂ”

347, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 404110, кл. G 08 С 9/00, 1971 (прототип). (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена с источником синусоидального сигнала, а первая и вторая вторичные обмотки подключены к первым входам первого и второго фазовых детекторов соответственно, второй вход первого фазового детектора подключен к источнику синусоидального сигнала, а первые выходы первого и второго фазовых детекторов подключены к блоку преобразования постоянных напряжений в код, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введен источник косинусоидального сигнала, подключенный к второму входу второго фазового детектора и к другой первичной обмотке синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первая и вторая вторичные обмотки которого подключены к третьим входам соответственно второго и первого фазовых детекторов, а вторые выходы второго и первого фазовых детекторов подключены к четвертым входам соответственно первого и вто- Я рого фазовых детекторов.

1095212

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что первый фазовый детектор состоит из двух блоков перемножения и сумматора, входы первого блока перемножения соединеныспервым и вторым входами первого фазового детектора, а выход подключен к второму выходу первого фазового детектора, входы второго блока перемножения соединены с вторым и третьим входами первого фазового детектора, а выход подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с четвертым входом первого фазового детектора, а выход сумматора подключен к первому выходу первого фазового детектора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано . при преобразовании круговых и линейных перемещений в цифровой код.

Известен преобразователь перемещения в код, основанный на фазовом способе преобразования, содержащий источник питания подключенный к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору (СКВТ), выход которого через блок фазосдвигающих элементов подключен к блоку преббразования временной интервал-код (1).

Недостатком такого преобразователя является ограниченная точность преобразования, обусловленная фазовыми характеристика м и а н ал оговых эл ем енто в.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий СКВТ, одна первичная обмотка которого соединена с источником синусоидального сигнала, а первая и вторая вторичные обмотки подключены к первым входам первого и второго фазовых детекторов соответственно, второй вход первого фазового детектора подключен к источнику синусоидального сигнала, а первые выходы первого и второго фазовых детекторов подключены к блоку преобразования постоянных напряжений в код, второй вход второго фазового детектора подключен к источнику синусоидального сигнала (2).

Недостатком известного преобразователя является низкое быстродействие, ограниченное скоростью переходных процессов в фазовых детекторах при формировании постоянных составляющих выходных сигналов, пропорциональных синусу и косинусу перемещения.

Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем. что второй фазовый детектор состоит из двух блоков перемножения и сумматора, входы первого блока перемножения соеди-1 иены с первым и вторым входами второго фазового детектора, а выход подключен к одному входу сумматора, входы второго блока перемножения соединены. с вторым и третьим входами второго фазового детектора, а выход подключен к второму выходу второго фазового детектора, другой вход сумматора соединен с четвертым входом второго фазового детектора, а выход сумматора подключен к первому выходу второго фазового детектора.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержаший синусно-косинусный вращающийся трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена с источником синусоидального сигнала, а первая и вторая вторичные обмотки подключены к первым входам.первого и второго фазовых детекторов соответственно, второй вход первого фазового детектора подключен к источнику синусоидального сигнала, а первые выходы первого и второго фазовых детекторов подключены к блоку преобразования постоянных напряжений в код, введен источник ко.синусоидального сигнала, подключенный к второму входу второго фазового детектора и к другой первичной обмотке синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первая и вторая вторичные обмотки .которого подключены к третьим входам соответственно второго и первого фазовых детекторов, а вторые выходы второго и первого фазовых детекторов подключены к четвертым входам соответственно первого и второго фазовых детекторов.

Кроме того, первый фазовый детектор состоит из двух блоков перемножения и сумматора, входы первого блока перемножения соединены с.первым и вторым входами первого фазового детектора, а выход подключен к второму выходу первого фазового детекЗО тора, входы второго блока перемножения соединены с вторым и третьим входами первого фазового детектора, а выход подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с четвертым входом первого фазового детектора, а выход сумматора подключен к первому выходу первого фазового детектора.

1095212

Составитель А. Смирнов

Техред И. Верее Корректор А. Ференп

Тираж áá9 !1олпнспое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Повхан

Заказ 3603 33

Второй фазовый детектор состоит из двух блоков перемножения и сумматора, входы первого блока перемножения соединены с первым и вторым входами вторОго фазового детектора, а выход подключен к одному входу сумматора, входы второго блока перемно жения соединены с вторым и третьим входами второго фазового детектора, а выход подключен к второму выходу второго фазового детектора, другой вход сумматора соединен с четвертым входом второго фазового детектора, а выход сумматора подключен к первому выходу второго фазового детектора.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит СКВТ 1, одна первичная обмотка которого соединена с источником 2 синусоидального сигнала, а первая и вторая вторичные обмотки подключены к первь1м входам первого 3 и второго 4 фазовых детекторов соответственно, второй вход первого.фазового детектора 3 подключен к источнику 2 синусоидального сигнала, а первые и вторые выходы первого и второго фазовых детекторов 3 и 4 подключены к блоку 5 преобразования постоянных напряжений в код,источник

6 косинусоидального сигнала, подключенный к второму входу второго фазового детектора 4 и к другой первичной обмотке СКВТ 1, первая и вторая вторичные обмотки которо го подключены к третьим входам соответственно второго 4 и первого 3 фазовых детекторов, а вторые выходы второго 4 и первого 3 фазовых детекторов подключены к четвертым входам соответственно первого 3, и второго 4 фазовых детекторов.

Фазовый детектор 3 состоит из двух блоков 7 и 8 перемножения. Входы первого блока 7 перемножения соединены с первым и вторым входами фазового детектора 3, а выход подключен к второму выходу фазового детектора 3, входы второго блока 8 перемножения соединены с вторым и третьим входами фазового детектора 3, а выход под- . ключен к одному входу сумматора 9, другой вход которого соединен с четвертым входом фазового детектора 3, а выход сумматора 9 подключен к первому выходу фазового детектора 3.

Фазовый детектор 4 состоит из блоков 10 и 11 перемножения и сумматора 12, входы второго блока 10 перемножения соединены с вторым и третьим входами фазового детектора 4, а выход подключен к второму выходу фазового детектора 4, входы первого блока 11 перемножения соединены с первым и вторым входами фазового детектора 4, а выход подключен к одному входу сумматора

12, другой вход которого соединен с четвертым входом фазового детектора 4, а выход сумматора 12 подключен к первому выходу фазового детектора 4.

Преобразователь работает следующим образом.

Источники 2 и 6 формируют синусоидальное U< и косинусоидальное Uz напряжения переменного тока одной и той же частоты сд

U, = U sinu)t; U, = U.cosuft, которыми питаются первичные квадратурные обмотки СКВТ 1. На вторичных квадратурных обмотках СКВТ 1 формируются напряжения

Uq == k U sin(ddt-а); Uq = k,,L cos(Nt-ê), где сС -величина перемещения подвижной части СКВТ 1; k вЂ” коэффициент передачи СКВТ l.

В блоках 7, 8, 10 и 11 производится перемножение входных и выходных напряжений

СКВТ 1, в результате чего формируются напряжения С», L, Lqp, U11 (индексы соответствуют номерам блоков, формирующих напряжений): (- т =- 1, (,"з. (- а = 41-) (-)э

u< = k,,L,С>, С„= 4()

На выходах сумматора 9, работающего

30 в режиме сложения, и сумматора 12, работающего в режиме вычитания, формируются напряжения,"

1 3 (CJq + 1- «) = kU®cos<; 01а = k>(Us вЂ” .),q) = И)щя па., гдеk> вЂ” коэффициент передачи сумматоров

35 9и 12; вЂ” общий коэффициент передачи тракта.

Таким образом, выходные сигналы Uz и U z фазовых детекторов 3 и 4 представляют собой постоянные напряжения. В блоке 5 производится преобразование постоянных напряжений Uq и U>> в цифровой код. При этом частота преобразования в блоке 5 не ограничена частотой питания СКВТ и длитель45 ностью переходных процессов в фазовых детекторах, что способствует повышению быстродействия всего преобразователя в целом.

Экономический эффект от использования преобразователя определяется его техническими преимуществами.