Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к электромеханике и автоматике и может быть применено в устройствах преобразования перемещения синусно-косинусных вращающихся и линейных транс.форматоров, индуктосинов и др. в код. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь содержит генератор 1, усилитель 2, счетчики 3,4, усилитель 5, фильтр 6 низких частот, нуль-орган 7, триггер 8, мультиплексор 9, сумматор 10, дешифратор 11, суммирующий усилитель 12, элементы НЕ 13-16, ключи 17-24, фазовращатель с обмотками 25-27, резистор 28, источник опорного напряжения . В устройстве реализован компенсационный принцип измерения перемещения . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 M 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4124244/24-24 (22) 26.05.86 (46) 15.04.88. Бюл. Р 14 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института (72) А. Е. Малиновский, Е. И. Козлов и 10. Л. Орлов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1135010, кл. Н 03 М 1/22, 1983.

Авторское .свидетельство СССР

Ф 1256209, кл. H 03 M 1/64, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к .электромеханике и автоматике.и может быть

ÄÄSUÄÄ 1388990 А1 применено в устройствах преобраэо" вания перемещения синусно-косинусных вращающихся и линейных трансформаторов, индуктосинов и др. в код. Целью изобретения является повьппение точности преобразователя. Преобразователь содержит генератор 1, усилитель

2, счетчики 3,4, усилитель 5, фильтр

6 низких частот, нуль-орган 7, триггер 8, мультиплексор 9, сумматор 10, дешифратор 11, суммирующий усилитель

12, элементы НЕ 13-16, ключи 17-24, фазовращатель с обмотками 25-27, резистор 28, источник опорного напря" жения, В устройстве реализован компенсационный принцип измерения перемещения. 3 ил.

1388990

Изобретение относится к электромеханике и автоматике и может быть применено в устройствах преобразова" ння перемещения синусно-косинусных

5 вращающихся линейных трансформаторов, индуктосинов и др, в код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя, На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя переме! щения в код; на фиг, 2 — диаграммы в одных токов фазоврашателя; на ф г ° 3 " временные диаграммы, пояс" н ющие работу преобразователя переме 15 щения в код.

Преобразователь содержит генератор 1, усилитель 2, счетчики 3 и 4„ усилитель 5, фильтр 6 низких частот, н ль-орган 7, триггер 8, мультиплек- 20 срр 9, сумматор 10, дешифратор 11, суммирующий усилитель 12, элементы

Н : 13 - 16, ключи 17 - 24, фазовра" щ тель (не показан) с обмотками 2521, резистор 28, источник опорного 25 напряжения (не показан).

Выход генератора 1 соединен с кЬммутируемыми входами мультиплексора 9, входами делителя 2 и счетчи" ка 3. Выходы счетчика 3 соецинены с 30 первыми входами сумматора 9, выхо1 дш счетчика 4 - с вторыми входами сумматора, выход которого является восходом устройства. Выход старшего разряда счетчика 3 соецинен с первЫм входом управления мультиплексора

9 и с счетным входом D"òðÿããåpà 8, выход которого соединен с вторым вяором управления мультиплексора 9.

Выход нуль-органа 7 соединен с инфор- 40 мационным входом триггера 8 и треJ тЬим входом управления мультиплексо" р 9, коммутируемые входы которого сОединены с выходами генератора 1, делителя .2 и шиной 0". Два старших 45 разряда счетчика 4 соединены с входами дешифратора 11, выхоцы которого соединены с входами управления ключей 24, 20, 23 и 19 соответственно и с входами управления ключей 22, 18, >О

2l и 17 соответственно через элемен" ты НЕ 13 - 16. Первый вывод выхода суммирующего усилителя 12 соединен с первым выводом резистора 28 и первым входом суммирующего усилителя

12 через последовательно включенные ключи 17, 18, 21 и 22 и последовательно включенные ключи 19, 20, 23 и 24. Второй вывод резистора 28 сое" динен с вторым выводом выхода суммирующего усилителя 12, второй вход которого соединен с шиной опорного напряжения, Выводы входной обмотки 25 фазовращателя соединены с выходами ключей 17 и 19, а обмотки 26 - с вы" ходами ключей 21 и 23. Выходы ключей

18 и 20 объединены между собой.

Преобразователь работает следующим образом.

Для исключения погрешности от неравенства амплитуд токов обмоток 25 и 26 обмотки включаются последовательно и питаются от источника тока, образованного суммирующим усилителем

12, охваченным глубокой отрицательной обратной связью по току, сигнал

0 которой снимается с резистора 28.

Формирование синусных и косинусных зависимостей токов обмоток 25 и 26 в соответствии с диаграммами, представленными на фиг. 2, осуществляется с помощью ключей 17 — 24 ° Управление ключами 17 — 24 производится дешифратором 11, на выходах которого по1I II следовательно появляются сигналы 1

При появлении " 1 " на первом выходе дешифр ат ор а 1 1 з амык аютс я ключи 1 9, 1 8, 2 1 и 2 2, з а счет чего фо рмируется положительный импульс тока в обмотке 2 5 и нулевое энач ени е тока в обмотке 2 6 . Последовательное появление " 1 " на втором — четвертом выхода х д ешифр ат ор а 1 1 вызыв ает э амыкани е ключей 1 7, 1 8, 2 2, 2 3 ; 1 7, 20, 2 1, 2 2 ; 1 7, 1 8, 2 1, 2 4 соотв етс твенно, что формирует заданный закон и зI менения токов в обмотках 25 и 26 фазовращателя. Величина тока в обмотках 25 и 26 задается значением опорного напряжения U, Питание обмоток

25 и 26 от единого источника тока определяет постоянство пространствен" ного положения результирующего вектора магнитного потока фазовращателя при изменении амплитуды тока и не приводит к возникновению фазовых погрешностей в выходном сигнале фазовра щателя.

В устройстве реализован компенсационный принцип измерения перемещения. Генератором 1 и счетчиком 3 формируется опорная частота, снимаемая с выхода старшего разряда счетчика

3. При условии равенства выходных частот счетчиков 3 и 4 сигнал опорной частоты синфазен выходному сиг" налу нуль-орган 7, образованному пу1388990 тем избирательного усиления выходного сигнала фаэовращателя, снимаемого с обмотки 27. Избирательное усиление на частоте первой гармоники выходного сигнала и его ограничение осуществляется усилителем 5, фильтром 6 низкой частоты и нуль-органом

7, В согласованном состоянии фазы сигналов опорного напряжения и напряжения нуль-органа 7 противофазны (фиг. 3 а,б), При нарушении указанного согласования фаэ за счет перемещения фазовращателя согласование достигается путем изменения текущей фазы выходного напряжения счетчика 4 с помощью уменьшения или увеличения в зависимости от знака рассогласования количества входных импульсов счетчика 4, Знак рассогласования фаз напряжений U» и U определяется триггером 8, в который по переднему фронту сигнала U „ записывается

"0" или "1" при опережении или отставании фазы сигнала U, от фазы 25 опорного напряжения. В случае опережения фазы сигнала U осуществляются пропуски входных импульсов до достижении согласованного положения, в случае опережения U Ä - добавления входных импульсов. . Пропуски или добавления входных импульсов счетчика 4 осуществляется следующим образом.

Емкость счетчика 3 равна произведению коэффициента деления делителя

2 на значение емкости счетчика 4.

Управление входным сигналом счетчика

4 осуществляется мультиплексором 9 °

В зависимости от комбинации входных сигналов на управляющих входах муль. типлексора 9, определяемых сигналами

U Ä, U и выходным сигналом тригге» ра 8 Us, возможны следующие ситуации.

При отставании фазы сигнала U от U „ во время соответствия выходных сигBBJIGB U U U8 1 подключается вход мультиплексора 9, соединенный с выходом генератора 1. В случае опережения фазы сигнала U во время соответствия выходного сигнала триггера 8 "0", а сигналов U

U „- "1", подключается вход мультйплексора 9, соединенный с шиной "0". Оставшиеся комбинации сигналов на входах управления мультиплексора подключают его входы, соединенные с выходом делителя 2. При этом в случае согласованного состояния входной сигнал на счетчик 4 поступает через делитель 2, обеспечивая синфаэность сигналов U 7 и U „ ° При отставании фазы сигнала U образуются интервалы времени (фиг. 3), в которых вход счетчика 4 подключен к выходу генератора 1, минуя делитель 2, что обес" печивает согласование фаз ° При опережении фазы образуются интервалы времени (фиг. 3), в которых отсутствует входной сигнал на счетчике 4.

Значение величины перемещения определяется как разность текущих кодов счетчиков 3 и 4, которая определяется сумматором 10. Для обеспечения операции вычитания сумматором 10 один из входных кодов должен быть инверсным, что достигается соответствующим подключением к прямым и инверсным выходам триггеров счетчиков 3 и 4. Количество разрядов кода, снимаемых со старших разрядов счетчиков

3 и 4, определяется необходимой точностью преобразования.

Формула и з о б р е т е н и я

Преобразователь перемещения в код, содержащий фазовращатель с двумя обмотками возбуждения и выходной обмоткой, генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты, усилитель, вход которого соединен с выходной обмоткой фазовращателя, а выход соединен через фильтр. низких частот с входом нульоргана, суммирующий усилитель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены восемь ключей, четыре элемента НЕ, дешифратор, мультиплексор, триггер, сумматор, два счетчика, элемент обратной связи, источник опорного напряжения, выход генератора соединен с входом первого счетчика, выход мультиплексора соединен с входом второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с первой и второй группами входов сум" матора, выход которого является выходом преобразователя, выход старше го разряда первого счетчика соединен с первым входом управления мультиплексора и со счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым входом управления мультиплексора, выход нуль-органа соединен с информаци1388990

| Г 1 Г

" ШШШШШШЫШШ эШ ° Д/ДД /(Д// /// "ØØØØ ØÏØÉÉØ

ВНПИПИ Заказ 1585/56 ТиРаж 928

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 онным входом триггера и третьим входом управления мультиплексора, первый информационный вход которого подключен к выходу генератора, а второй информационный вход " к выходу делйтеля частоты, выходы двух стар- ших разрядов второго счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами уп" О равнения соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей и через соответствующие. элементы

НЕ - с входами управления соответственно пятого, шестого„ седьмого и восьмого ключей, первый вход суммирующего усилителя соединен через элеМент обратной связи с первым входом суммирующего усилителя, второй выход которого соединен с информаци- >и онными входами четвертого и BocbMD

ro ключей, выходы соединены с инфор" мационными входами соответственно шестого и второго ключей, выходы ко" торых соединены с объединенными информационными входами третьего и седьмого ключей, выходы которых соединены с информационными входами соответственно первого и пятого ключей, выходы которых соединены с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход четвертого ключа соединен че" рез первую обмотку возбуждения фазовращателя с выходом восьмого ключа, выход третьего ключа соединен через вторую обмотку возбуждения с выходом седьмого ключа.