Преобразователь угол-код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации , представленной в виде угла поворота вала, с цифровым вычисли-, тельньм устройством. С целью уменьшения погрешности дрейфа нуля преобразователя в преобразователь по авторскому свидетельству № 1095215 введены источник синхроимпульсов, фазовый детектор, фильтр низкой частоты , генератор, управляемый напряжением , делитель частоты, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и коммутатор. В датчике угла параметрического типа происходит периодическое изменение первой и второй индуктивностей по синусоидальному закону с частотой Wj и с относительным сдвигом по фазе на угол, пропорциональный углу поворота ротора датчика. Источник синхроимпульсов, фазовый детектор. фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты с переменным коэффициентом образуют генератор с переменной частотой следования импульсов, выходные сигналы которого через делитель частоты поступают на управляющий вход источника переменного напряжения . В первом положении коммутатора источник переменного напряжения вырабатывает синусоидальное напряжение питания датчика с частотой со, - со . На выходе датчика формируются сигналы переменного тока частотой СОо, модулированные по амплитуде с частотой W,. Двухканальный фильтр из выходных сигналов датчика выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой (О,-и„. сдвиг по фазе между которыми пропорционален углу поворота внутри полюсного деления датчика. Цифровой фазометр формирует код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения одного знака. Во втором положении коммутатора источник вырабатывает синусоидальное напряжение с частотой Oj сОц. Двухканальный фильтр выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой (А)J-cj, сдвиг по фазе между которыми пропорционален дополнению угла поворота до 360 град.эл. Цифровой фазометр формирует cHa4kna код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения другого знака, а потом, с учетом результата первого измерения, формирует истинное значение кода угла. 1 ил. S Isd СЛ Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1221752 (51) 4 H 03 М 1/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М1

Ф А

° C

81 Г» „.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М.ц,, (61) 1095215 (21) 3777739/24-24 (22) 31.07.84 (46) 30.03.86. Бюл. ¹ 12 (72) В,И.Белов, И.П.Глаголев, А.Л.Есин и В.Д.Фатеев (53) 681.325(088.8) (56) Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией/Под ред. А.А.Ахметжанова, M. Энергия, 1978; с. 167-168, рис. 5-4.

Авторское свидетельство СССР № 1095215, кл. G 08 С 9/04, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации, представленной в виде угла поворота вала, с цифровым вычислительным устройством. С целью уменьшения погрешности дрейфа нуля преобразователя в преобразователь по авторскому свидетельству ¹ 1095215 введены источник синхроимпульсов, фазовый детектор, фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и коммутатор. В датчи. ке .угла параметрического типа происходит периодическое изменение первой и второй индуктивностей по синусоидальному закону с частотой И . и с относительным сдвигом по фазе на угол, пропорциональный углу поворота ротора датчика. Источник синхроимпульсов, фазовый детектор, фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты с переменным коэффициентом образуют генератор с переменной частотой следования импульсов, выходные сигналы которого через делитель частоты поступают на управляющий вход источника переменного напряжения. В первом положении коммутатора источник переменного напряжения вырабатывает синусоидальное напряжение питания датчика с частотой я, ЕО . На выходе датчика формируются сигналы переменного тока частотой Я, модулированные по амплитуде с частотой Q . Двухканальный фильтр из выходных сигналов датчика выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой Q — M,. сдвиг по фазе между которыми пропорционален углу поворота внутри полюсного деления датчика. Цифровой фазометр формирует код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения одного знака. Во втором положении коммутатора источник вырабатывает синусоидальное напряжение с частотой Q со . Двухканальный фильтр выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой еО,-и, сдвиг

0 по фазе между которыми пропорционален дополнению угла поворота до

360 град.эл. Цифровой фазометр формирует сначала код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения другого знака, а потом, с учетом результата первого измерения, формирует истинное значение кода угла. 1 ил.

122 Ми с

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации, представленной в виде угла поворота вала, с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения — уменьшение погрешности дрейфа нуля преобразователя угол-код.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь угол-код содержит источник 1 синхроимпульсов, фазовый детектор 2, фильтр 3 низкой частоты, генератор 4, управляемый, напряжением, делитель 5 частоты с переменным коэффициентом деления, делитель б частоты, коммутатор 7, источник 8 переменного напряжения, датчик 9, двухканальный фильтр 10, цифровой фазометр 11.

Преобразователь работает следую щим образом.

Фазовый детектор 2 формирует фазовое рассогласование между выходными сигналами источника 1 синхроим пульсов и делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления. Низкочастотная составляющая фазового рассогласования, выделенная фильтром

3 низкой частоты, изменяет частоту, выходных импульсов генератора 4, управляемого напряжением, до устранения фазового рассогласования. Таким образом, выходной сигнал делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления синхронизирован с выходным сигналом источника 1 синхроимпульсов..

В зависимости от коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления, значение которого N+1 или N-1 устанавливается коммутатором 7.по второму входу делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деленияь частота импульсов на первом входе делителя

5 частоты с переменным коэффициентом деления и на выходе генераторщ

4, управляемого напряжением, равна где f — частота выходного сигнала источника синхроимпульсов.

Делитель б частоты осуществляет деление выходных импульсов генерато-.

1752 2 ра 4, управляемого напряжением, наN. Источник 8 переменного напряже-. ния синхронизируется импульсами делителя б частоты и осуществляет за5 питку датчика 9 угла параметрического типа переменным напряжением в соответствии с выражением

Uçàî Ео cos(2ii fс (+ )

Датчик 9 угла параметрического типа несет информацию об угловом положении в виде изменяющихся во времени индуктивностей:

?, =Ь (1+К здпя1);

L ="L (1+K sin(Qt+oL)), где Ь вЂ” среднее значение индуктиво ностей;

К вЂ” коэффициент модуляции;

Q - частота модуляции, определяемая числом зубцов модулятора и скоростью его вращения;

ы — угол поворота.

Полные комплексные сопротивления индуктивностей с учетом входных сопротивлений двухканального фильтра 10 изменяются также по синусоидальному закону с частотой (д.

Так как одновременно изменяются во времени и напряжение на выходе источника 8 переменного напряжения и полные комплексные сопротивления

З5 индуктивностей с близкими частотами (выбираем (ц=2ФГ ), то появятся комбинационные составляющие тока через параметрические индуктивности, а на выходе двухканального фильтра

4р l0 выделятся сигналы только самой низкой разности частоты f, /N спектра:

=Uо sinf+27tfс N+ );

U ãоо з п1ы +2 с iNj

45 где 111 — относительный фазовый сдвиг двухканального фильтра 10.

Таким образом осуществляется

5б преобразование фазовых сдвигов параметрических индуктивностей датчика 9 угла в пропорциональный сдвиг фаз 6 низкочастотных сигналов, который в зависимости от коэффициента

55 деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления имеет вид:

1221752

Составитель Д.Сухов

Редактор М.Петрова Те*ред В.Кадар Корректор А. Зимокосов

Заказ 1620/59 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Окончательное формирование кода угла осуществляется цифровым фазометром 11. Для усреднения технологических погрешностей параметрического датчика 9 необходимо, чтобы период частоты r,/М соответствовал времени оборота модулятора датчика 9 угла.

Исключение погрешности дрейфа нуля достигается изменением коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления и опреде. лением после изменения положения коммутатора 7 в цифровом фазометре

ll кода угла как полуразности двух установившихся кодов — до и после изменения коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления.

Время переходного процесса при изменении коэффициента деления много меньше времени, требуемого для реверса модулятора и введения его в синхронизм..Формула изобретения

Преобразователь угол-код по авт. св. Ф 1095215, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения погрешности дрейфа нуля, в него введены источник синхроимпульсов, фазовый детектор, фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты, делитель частоты

lp с переменным коэффициентом деления и коммутатор, источник синхроимпульсов подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через фильтр низкой частоты и генератор, 1 управляемый напряжением, подключен к первому входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления и входу делителя частоты, выходы которого подключены к источнику переменgp ного напряжения, выход коммутатора подключен к третьему входу цифрового фазометра и второму входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен

2 к второму входу фазового детектора.