Преобразователь угла поворота вала в код
Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах преобразования информации. Целью изобретения является повьппение точности преобразователя. Для достижения поставленной цели в преобразователь,содержащий сицусно-косинусный фазовращатель 1, два синхронных детектора 4, W СО ОО о: |ЬО 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Л0» 1336241 (sg 4 Н 03 М 1/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993873/24-24 (22) 16,11,85 (46) 07.09,87. Бюл. Ф 33 (72) E.Е. Худыш (53) 681.325(088.8) (56) Преснухин Л.Н. и др. Синус-косинусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях угол — код. — Электричество, 1979, Ф 9, с. 52.
Авторское свидетельство СССР
У 1022203, кл. С 08 С 9/04, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА
ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах преобразования информации. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для достижения поставленной цели в преобразователь,содержащий синусно-косинусный фазовращатель 1, два синхронных детектора 4, 1336241
7, сумматор 10, преобразователь напряжение — частота (ПНЧ) 11, реверсивный счетчик 12, цифровой сумматор 21,генератор 22 сетки частот, введены четыре модулятора 13 ° ° .16, два триггера
17, 18, два инвертора 19, 20, полосовые усилители 2, 3 напряжения, четыре синхронных детектора 5, 6, 8, 9, полосовые усилители 23, 24 тока, сумматоры 25, 26. Под действием токов с выходов усилителей 23, 24, поступающих на первичные обмотки фазовращателя 1, на вторичных обмотках фазовращателя 1 наводятся напряжения, зависящие от угла поворота его вала. Эти напряжения через синхронные детекторы
4, 7 поступают на сумматор 10, выходной сигнал которого через ПНЧ 11 поступает на входы реверсивного счетчика 12. При соответствии его выходного кода углу поворота сигнал рассогласования на выходе сумматора 10 отсутствует. Для уменьшения ошибок иэ-за расстроек полосовых усилителей последние охвачены отрицательной обратной связью по квадратурному сигналу.
В цепь обратной связи включены синхронные детекторы 5, 6, 8, 9 и модуляторы 13...16. Опорные напряжения синхронных детекторов и модуляторов цепи обратной связи полосовых усилителей напряжения сдвинуты на 90 относительно опорных напряжений синхронных детекторов, включенных в прямой цепи. 1 ил. напряжения на входах полосовых усилителей 23 и 24 тока сдвинуты на 90 с относительно друг друга. Токи вида
I sin ы t и 1 cosset с выходов усилителей 23 и 24 поступают на первичные обмотки фаэовращателя 1. На его вторичных обмотках наводятся напряжения вида
Преобразователь содержит синуснокосинусный фаэовращатель 1,полосовые
10 усилители 2 и 3 напряжения,синхронные детекторы 4-9, сумматор 10,преобразователь 11 напряжение — частота (ПНЧ), реверсивный счетчик 12, модуляторы 13-16 триггеры 17 и 18, инвер15 торы 19, 20, цифровой сумматор 21,генератор 22 сетки частот (ГСЧ), полосовые усилители 23 и 24 тока, сумматоры
25 и 26.
ГСЧ состоит иэ задающего генератора и счетчика-делителя.
Преобразователь работает следующим образом.
Выход старшего разряда ГСЧ 22 соединен с полосовым усилителем 24 тока.
Частота напряжения на этом выходе минимальна и соответствует частоте, на
1 которой работает фазовращатель. Выход
ГСЧ с частотой, вдвое превьппающей мп30 нимальную, соединен через инвертор
20 с триггером 18. Благодаря этому где 9- угол поворота вала фазовращателя.
Эти. напряжения через полосовые усилители 2 и 3 напряжения поступают на синхронные детекторы 4 и 7, опорные напряжения которых сдвинуты на
90О и поступают от триггера 17 и старшего разряда сумматора 21. где ф — угол, код которого записан в реверсивном счетчике 12.
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах преобразования информации.
Цель изобретения — повышение точности преобразователя.
На чертеже представлена структурная схема преобразователя.
Е sin( U2, = U sign sin(u>t+ Ф), В состав каждого синхронного де,тектора входит фильтр нижних частот. Постоянные выходные напряжения детекторов У и U суммируются в сумматоре 10: 1336241 Uù = (U, + U,) sin(e — <) и управляют через ПНЧ 11 счетчиком ! 2. В установившемся состоянии U p О, что возможно только при 8 = Ф . Так же, как и известный, предлагаемый преобразователь нечувствителен к асимметрии первичных и вторичных обмоток фазовращателя, неравенству коэффициентов передачи усилителей 2 и 3 синхронных детекторов 4 и 7. Применение полосовых усилителей напряжения 2, 3 и тока 23, 24 позволяет уменьшить влияние гармонических 15 I составляющих на погрешность преобразователя, использовать релейные синхронные детекторы вместо гармонических. Обычно полосовые усилители не при- 20 меняются в фазоизмерительных устройствах, так как фазовые сдвиги, возникающие при расстройках полосовых усилителей, полностью входят в ошибку измерений. Для уменьшения ошибок изза расстроек в данном преобразователе полосовые усилители охвачены отрицательной обратной связью по квадратурному сигналу. В цепь обратной связи включены синхронные детекторы 5,6,8 З0 и 9 и модуляторы 13- 16. Синхронные детекторы и модуляторы собраны на аналоговых ключах. Опорные напряжения синхронных детекторов и модуляторов цепи обратной связи полосовых усили/ телей напряжения сдвинуты на 90 относительно опорных напряжений синхронных детекторов, включенных в прямой цепи. Опорные напряжения синхронных де- 40 текторов и модуляторов цепи обратной связи полосовых усилителей тока сдвинуты на 90 относительно напряжений, подаваемых на входы полосовых усилителей тока. Тогда в согласованном положении, например, выходное напряжение синхронного детектора 4 равно нулю, напряжения на его сигнальном и опорном 50 входах сдвинуты на 90, на вход полосового усилителя 2 поступают два противофазных напряжения: напряжение фазовращателя U„ и напряжение обратной связи П . Выходное напряжение полосо- 55 15 вого усилителя 2 К Ug Е sinvt 1+ К В где К вЂ” коэффициент усиления полосового усилителя 2; 8 — козффициент передачи цепи обратной связи, состоящий из синхронного детектора 5 и модулятора 13: 8„)) 1, Если теперь, разъединив ПНЧ 11 и счетчик 12, повернуть вал преобразователя на угол 6, напряжения П, и П, перестанут быть в противофазе; U, =Е sin(u>t+8) =E sin8 cosa>t + + Е cos 8 sin u>t Для первого слагаемого U, обратная связь отсутствует, поскольку для него опорное напряжение синхронного детектора 5 сдвинуто на 90, поэтому U2=K F- sin В cosset + В (1) Е cos e ... sinyt Второе слагаемое U, сдвинуто по фазе на 90 относительно опорного напряжения синхронного детектора 4 и не приводит к появлению постоянной составляющей на его выходе. Первое слагаемое представляет собой полезный сигнал, Вернем преобразователь в согласованное положение и расстроим полосовой усилитель 2 так, чтобы его выходное напряжение оказалось сдвинутым на угол ц относительно выходного. В этом случае напряжения П,и Б1, не перестают быть противофазными, так как фаза напряжения U определяется опорным на ряжением, но напряжение У сдвинуто на угол ц. Разложив его на составляющие с учетом уменьшения глубины обратной связи, получаем Е sin(t+y) Е tg y cosset Йсоз Ч Е sinut Так же, как и в предыдущем случае, лишь первое слагаемое приводит к появлению постоянного напряжения на выходе синхронного детектора 4. Сравнивая его с первым слагаемым из (1) находим, что при малых расстройках ц постоянное напряжение на выходе синхронного детектора в К ф раз меньше, чем при повороте вала фаэовращателя на угол 8 = g. Таким образом, влияние ошибок за счет расстроек полосовых усилителей уменьшено в К раз по сравнению с известным преобразователем. 1 336241 Составитель А. Сидорова Техред И.Попович, 1 орректор С. ШекмаР Редактор Е. Папп Заказ 4055/56 Тираж 901 БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рзушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный фазовращатель, первый и второй синхронные детекторы, выходы которых под5 ключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение — частота,выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами преобразователя и подключены к одной группе входов цифрового сумматора, другая группа входов которого соединена с выходом ге- ig нератора сетки частот, одни выводы входных и выходных обмоток синуснокосинусного фазовращателя объединены и соединены с общей шиной, о т л и— ч а ю шийся тем, что,с целью повышения точности преобразователя, в него введены четыре сумматора, четыре модулятора, два полосовых усилителя напряжения, два полосовых усилителя тока, четыре синхронных детектора, 2g два триггера и два инвертора, выход последнего старшего разряда генератора сетки частот подключен к прямому входу второго сумматора и к одним входам первого модулятора и третьего синхронного детектора, другой вход которого соединен с другим выводом входной синусной обмотки синуснокосинусного фазовращателя и подключен к выходу первого полосового усилителя тока, а выход подключен к дру- гому входу первого модулятора, выход которого подключен к инверсному входу третьего сумматора, выход которого подключен к входу первого полосового 40 усилителя тока, выход предпоследнего разряда генератора сетки частот через первый инвертор подключен к входу первого триггера, выход которого подключен к прямому входу третьего сумматора и одним входом второго модулятора и четвертого синхронного детектора, выход которого подключен к другому входу второго модулятора, выход которого подключен к инверсному входу второго сумматора, выход которого через второй полосовой усилитель тока подключен к другому входу четвертого синхронного детектора и к другому выводу входной KocHHóñíoé обмотки синусно-косинусного фазовращателя, выход последнего старшего разряда цифрового сумматора подключен к одним входам первого и пятого синхронных детекторов и третьего модулятора, выход которого соединен с инверсным входом четвертого сумматора, прямой вход которого соединен с другим выводом выходной синусной обмотки синусно-косинусного фазовращателя, а выход — через первый полосовой усилитель напряжения соединен с одним входом второго синхронного детектора и другим входом пятого синхронного детектора, выход которого соединен с другим входом третьего модулятора, выход предпоследнего старшего разряда цифрового сумматора через второй инвертор соединен с входом второго триггера, выход которого соединен с другим входом второго синхронного детектора и одними входами шестого синхронного детектора и четвертого модулятора, выход которого подключен к инверсному входу пятого сумматора, прямой вход которого соединен с другим выводом выходной косинусной обмотки синусно-косинусного фазовращателя, а выход — через второй полосовой усилитель напряжения подключен к другим входам первого и шестого синхронных детекторов, выход шестого синхронного детектора подключен к другому входу четвертого модулятора.
