Преобразователь угол-код
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД, содержащий источник питания, соединенный с датчиком угла параметрического типа, цифровой фазометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два фильтра, а источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, один выход датчика угла параметрического типа через первый фильтр подключен к одному входу цифрового фазометра , а другой выход датчика угла параметрического типа через второй фильтр подключен к другому входу цифрового фазометра .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(5)) G 08 С 904
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3563822/18-24 (22) 09.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) В. И. Белов, И. П. Глаголев, А. Л. Есин и В. Д. Фатеев (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред. А. А. Ахметжанова, М., «Энергия», 1978, с. 144.
2. Авторское, свидетельство СССР № 503268, кл. G 08 С 9/00, 1973 (прототип).,,SU„, 1095215 A (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ—
КОД, содержащий источник питания, соединенный с датчиком угла параметрического типа, цифровой фазометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два фильтра, а источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, один выход датчика угла параметрического типа через первый фильтр подключен к одному входу цифрового фазометра, а другой выход датчика угла параметрического типа через второй фильтр подключен к другому входу цифрового фазометра.
1095215
Цель изобретения — повышение точности преобразователя угол — код.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угол — код, содержащий источник литания, соединенный с датчиком угла параметрического типа, цифровой фазометр, введены два фильтра, а источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, один выход датчика угла параметрического типа через первый фильтр
55
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи измеряемой аналоговой величины, представленной в виде угла поворота входного вала, с цифровым вычислительным устройством.
Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовра1цатель, входные обмотки которого подключены к источнику синусоидального напряжения, изменяющегося с первой частотой, выходные об- 10 мотки фазовращателя подключены к первому и второму входам перемножителей, на третьи входы которых подключены соответственно синусоидальный и косинусоидальный сигналы, изменяющиеся со второй частотой, выходы перемножителей подключены к сумматору, в котором через низкочастотный фильтр фазовый сдвиг преобразуется в пропорциональный сдвиг фазы низкочастотного (разностного) сигнала, что позволяет увеличить разрешаюшую способность известного преобразователя (1).
Недостатком известного преобразователя является сложность его реализации за счет использования двух источников питания и перемножителей.
Наиболее близким к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индуктивный параметрический датчик угла, входы которого соединены с выходами источников постоянного тока и подключены к входам интегрируюшего цифрового фазометра. Интегрирующий цифровой фазометр осуществляет усреднение следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов за оборот модулятора параметрического датчика угла и преобразование среднего значения фазового сдвига в код (2).
Недостаток такого преобразователя обусловлен тем, что при усреднении интегрирующим фазометром N следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов слу- 40 чайная погрешность преобразования уменьшается только в VN раз и, следовательно, преобразователь имеет низкую точность преобразования при усреднении за один оборот.
Увеличение числа усреднений, например интегрирование фазовых сдвигов за несколь- 45 ко оборотов модулятора датчика угла, приводит к увеличению времени преобразования и не всегда допустимо. подключен к одному входу цифрового фазо.метра, а другой выход датчика угла параметрического типа через второй фильтр подключен к другому входу цифрового фазометра.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.
Преобразователь угол — код содержит источник 1 переменного напряжения, подключенный к входу датчика 2 угла параметрического типа (например индуктивный параметрический датчик угла), первый фильтр
3, второй фильтр 4, цифровой фазометр 5, Преобразователь угол †к работает следуюшим образом.
Датчик 2 угла параметрического типа несет информацию об угловом положении в виде изменяющихся во времени индуктивностей:
4 = 1.0(1 + К $1пиЩ;
L. 1.0(1+ csin (1+к)), где 1 о — среднее значение индуктивности;
К вЂ” коэффициент модуляции;
u3 — частота модуляции, определяемая числом зубцов модулятора и скоростью его врашения; сС вЂ” угол поворота.
Очевидно, что и полные комплексные сопротивления индуктивностей с учетом входного сопротивления фильтров 3 и 4 изменяются также по синусоидальному закону с частотойи2, Так как одновременно изменяются во времени и напряжение источника 1 переменного напряжения и полные комплексные сопротивления с близкими частотамиц) иЯ., то появляется низкочастотная составляющая тока через параметрические индуктивности. Токи через параметрические индуктивности определяется по формулам
4 = 4sin (5i .т +1 ) (1 + - 1 п$1п п1 т1)
1р$1п ( Я вЂ” частота источника переменного напряжения 1; Р— начальный фазовый сдвиг токов; ʄ— коэффициенты ряда Фурье. Анализ выражения (2) дает спектр частот токов, который имеет следующие частоты: и) — ЯR 2 — Q З д — Й ... Первый 3 и второй 4 фильтры фильтруют токи одного и другого выхода датчика 2 угла пропуская только разностную частоту 10 — Я, которая много меньше остальных частот спектра. На выходе первого 3 и второго 4 фильтров сигналы равны соответственно 1- ь = 1- р $1п ((1 0 — Q) t + Ф ) Uq = Uosi0 ((Ю вЂ” Я) t + +1õ) Таким образом, происходит преобразование фазовых сдвигов параметрических индуктивностей датчика 2 угла в пропорциональный сдвиг фаз низкочастотных сигналов. 1095215 Составитель М. Сидорова Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор А. Ференп Заказ 3603/33 ТнРаж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Окончательное формирование кода угла осуществляется цифровым фазометром 5 обычного типа, который проще цифрового фазометра интегрирующего типа. Целесообразно выбрать частоту источника 1 переменного напряжения Я. таким образом, чтобы разностная частотаьΠ— Я, равнялась частоте вращения модулятора датчика 2 угла параметрического типа. При этом усреднение технологических погрешностей преобразователя и время его преобразования будут соответствовать аналогичным параметрам прототипа. Однако в предлагаемом преобразователе случайная составляющая погрешности умень5 шится в N = — — — раз, т.е. точность преСО 10 — Я образователя повысится. Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена его техническими 10 преимуществами.
