Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого сое дийен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напряжения, трекпроводную линию связи к которой подключены входы фазовращателя, сочлененного с входным валом, фильтр, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, регистратор , отличающийся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости преобразователя, в него введены фoтoпpиe pшк, преобразователь фаза-код, световод, в формирователь питающего напряжения - три излучателя , а фазовращатель выполнен оптическим и содержит входной и выходной элементы входной элемент установлен неподвижно и выполнен с тремя отверстиями на торце, соединенными с входами фазовращателя, . выходной элемент установлен на выходном валу соосно входному элементу и выполнен с одним отверстием на торце , соединенным с выходом фазовра щателя , линия связи выполнена оптической на световодах входы излучателей соединены с выходами синте 3атора трехфазного напряжения, один из выходов которого является дополнительным выходом, а выхо (Л ды излучателей соединены со световодами трехпроводной линии связи, с выход .фазовращателя соединен световодом с фотоприемником, выход которого соединен со входом фильтра, выход формирователя импульсов соединен с первым входом преобразователя а фаза-код, второй, вход которого сое динен с выходом генератора импуль00 00 сов, третий вход соединен с дополнительным выходом синтезатора трех фазного напряжения, а выход соединен с входом регистратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5!) Н 03 М 1/24

;: 1 ":

В

QQ, 5са: - * и»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП!РЫТИЙ (21) 3692428/24-24 (22) 18.01.84 (46) 30.06.85. Бюл. Р 24 (72) Я.Н.Николайчук, P.Â.Äîöåíêo, И.Г.Барыло и Я,В.Тайлих (71) Ивано-франковский институт неф" ти и газа (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 3266!7, кл, G 08 С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 622140, кл, С 08 С 9/04, 1978 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого сое динен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напряжения, трехпроводную линяю связи, к которой подключены входы фазовращателя, сочлененного с входным валом, фильтр,. выход которого соединен с входом формирователя импульсов, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены фотоприемник, преобразователь фаза-код, световод, в формирова„„Я0„„1164884 тель питающего напряжения — три излучателя, а фазовращатель выполнен оптическим и содержит входной и выходной элементы, входной элемент установлен неподвижно и выполнен с тремя отверстиями на торце, соединенными с входами фаэовращателя, выходной элемент установлен на выходном валу соосно входному элементу и выполнен с одним отверстием яа тор" це, соединенным с выходом фаэовра» щателя, линия связи выполнена оптической на световодах« входы излучателей соединены с выходами синтезатора-трехфазного напряжения, один из выходов которого являет- чР ся дополнительным выходом, а выхо" ды излучателей соединены со световодами трехпроводной линии связи, выход .фазовращателя соединен световодом с фотоприемником, выход кото. рого соединен со входом фильтра, выход форМирователя импульсов соединен с первым входом преобразователя фаза-код, второй. вход которого сое- С5 динен с выходом генератора импуль- 4 « сов, третий вход соедияен с допол" Q5 нительным выходом синтезатора трех- Q) фазного напряжения, а выход соеди- «ф» нен с входом регистратора.

1164 !

Изобретение относится к автоматике, а именно к преобразователям угла поворота вала н код и может быть использовано для измерения технологических параметров но взры5 воопасных зонах нефтяной промышленности °

Известен преобразователь угла поворота вала н код, содержащий последовательно соединенные генератор им- 0 пульсов, делитель частоты и синтезатор трехфазного напряжения, и выходам которого подключены входные обмотки сельсинон 11 .г

Недостаток известного преобразователя — низкая помехозащищенность и нзрынобезопасность, что не позволяет его испольэовать без специальных мер защиты н взрывоопасных зонах объектов нефтяной промышленности, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту . к предлагаемому является преобразователь . угла поворота вала н код, со- >5 держащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напряжения, трехпроводную линию

30 связи, к которой подключены входы фазовращателя, сочлененного с выход" ным валом, фильтр, выход. которого соединен с входом формирователя импульсов, регистратор, а также триггеры и ключевые элементы 2). И

Основным недостаткам этого преобразователя является низкая помехозащищенность и взрывозащищенность, что не допускает использование его .во . взрывоопасных средах. 40

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напр:,кения, трехпроводную линию связи, к которой под- 0 ключены входы фазовращателя, сочлененного с входным валом, фильтр, вы:ход которого соединен с входом формирователя импульсов, регистр -тор, введены фотоприемник, преобразователь55 фаза — код, световод, в формирователь питающего напряжения — три из1 лучателя, а фаэонращатель выполнен

884 оптическим и содержит нходной и выходной элементы, входной элемент установлен неподвижно и выполнен с тремя отнерстиягги на торце, соединенными с входами фазонращателя, выходной элемент установлен на входном валу соосно входному элементу и выполнен с одним отверстием на торце, соединенным с выходом фазонращателя, линия связи выполнена оптической на световодах, входы излучателей соединены с выходами синтезатора трехфазного напряжения, один иэ выходов которого является дополнительным выходом, а выходы иэлучатеI лей соединены со световодами трехпроводной линии связи, выход фаэовращателя соединен световодом с фотоприемником, выход которого соединен с входом фильтра, выход формирователя импульсов соединен с первым входом преобразонателя фаза — код, второй вхоц которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход соединен с дополнительным выходом синтезатора трехфазного напряжения, а выход соединен с входом регистратора.

На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код, на фиг.2 — эпюра распределения интенсивностей световых потоков на развертке торца входного элемента оптического фазовращателя.

Преобразователь содержит генератор I импульсов, источник 2 трехфазного напряжения, излучатели 3, ли-. нию 4 связи на световодах, оптический фазонращатель 5, содержащий входной элемент 6 и выходной элемент 7, световод 8, фотоприемник 9, фильтр

1О, формирователь 11 импульсов, преобразователг-. 12 фаза — код и регистратор 13.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы с частотой следования f которые поступают на вход источника 2 трехфазного напряжения и вход преобразователя 12 фаза — код. На выходе источника 2 формируется трехфазное прямоугольное напряжение с частотой

f/6n, где п — коэффициент заполнения преобразователя 12 фаза — код, которое подается на входы соответствующих излучателей 3. С выхода излучателей 3 оптические сигналы посредством линии 4 связи

1 164884

При а 1=90 интенсивность на торце входного элемента 6 оптического фазовращателя 5 будет равна нулю. Из этого условия расчитываются конструктивные размеры элемен та 6 в соответствии с выражением

JfR 2h -- — =

20 где R

3 подаются на входной элемент 6 оптического фазовращателя 5. При этом на торце входного элемента 6 формируется вращающийся вектор максимум интенсивности светового излучения.

При повороте элемента 7 оптического фазовращателя 5 в пределах 0о

360 на вход световода 8 поступает . оптический сигнал с торца элемента

6, фаза которого пропорциональна углу поворота элемента 7 оптического фазовращателя 5. Оптический сигнал . с выхода световода 8 поступает на вход фотоприемника 9, с выхода которого электрический сигнал посредством фильтрации и формирования блоками !О и !I соответственно преобразуется в прямоугольный электрический сигнал, фаза которого пропорциональна углу повброта элемента 7 оптического фазовращателя 5. В преобразователе 12 фаза - код происходит сравнение фазы сигнала, поступающего с выхода оптического фазовращателя 5 с сигналом опорной фазы. формируемого на третьем выхо25 де источника 2. На выходе преобразователя 12 фаза " код формируется унитарный код, значение которого соответствует измеряемому углу поворота „ и который отображается на регистраторе 13.

Для обеспеЧения равномерности вращения вектора светового потока на торце входного элемента б оптического фазовращателя 5, конструктивные параметры входного элемента 6 должны удовлетворять следующим расчетным соотношениям: п sin4 з пЫ2

40 где и„ вЂ” показатель преломления воздуха;

n — показатель преломления материала входного элемента;

4S

Ы! " угол преломления света в воздухе;

Ы вЂ” угол преломления света в материале входного элемента 6.

sin

П1 о

I и где с(, - критический угол преломления света в материале входного эле.мента, при котором о = 90

При этом для оптического фазовращателя 5 конструктивные размеры входного элемента 6 определяются выражением — радиус входного элемента; — толщина входного элемента.б.

Вво од светового излучения во входной элемент 6 осуществляется таким образом, чтобы к функции (1+з (in иt), где о-- круговая частота, соответствующая час- тоте формируемой источником 2 трехфазного напряжения; Х, — максимальное значен ачение силы светового излучения, Так как измерение угла поворота вала осуществляется фазовым методом путем фильтрации выходного сигнала оптического фазовращателя 5, то изменение интенсивности светового потока на торце входного элемента 6 за счет затухания, старения материала входного элемента 6 и оптических волокон, температуры ие влияет на погрешность измерения. Кроме того, значительное отклонение формы огибающей интенсивности светового излучения от синусоидальной не будет существенно влиять на точность измерения за счет фильтрации электрических сигналов на выходе фотоприемника 9.

1164884

Рие.1

7= т 1+Sinet

Фие. 2

Составитель 10.Котов

Техр ед ) (. Кастелевич

Корректор Л. Бескид

P ед акт ор И. Ко в альчук

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4198/54 Тираж 872 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СЯСР

110 делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5"35, Раушская наб,, д, 4/5