Устройство для преобразования угла поворота в электрический сигнал
Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности преобразования за счет исключения скачков выходного сигнала на границах октантов. На вход синусно-косинусного трансформаторного датчика 1 подается переменное напряжение с источника 3 опорного напряжения. Селектор 2 октантов управляет двухпозиционным переключателем 4, обеспечивая в нечетных октантах подключение синусной обмотки к первому демодулятору 9, а косинусной обмотки к второму демодулятору 10, в четных октантах подключение к первому демодулятору 9 косинусной обмотки, а к второму демодулятору 10 синусной обмотки синусно-косинусного трансформаторного датчика 1. Напряжение с выхода блока 11 деления через второй масштабный усилитель 15 поступает на вход вычитания первого сумматора 17, где оно вычитается из напряжения источника 12 эталонного напряжения, прошедшего первый масштабный усилитель 13 . Напряжение с выхода второго масштабного усилителя 15 поступает на первый вход суммирования непосредственно и третий вход суммирования второго сумматора 18 через первый управляемый масштабный усилитель 14 с дискретным изменением коэффициента усиления. Напряжение с выхода первого сумматора 17 через второй управляемый масштабный усилитель 16 с дискретным изменением коэффициента усиления поступает на второй вход суммирования второго сумматора 18. Величины дискретно изменяющихся значений коэффициентов усиления первого 14 и второго 16 управляемых масштабных усилителей выбраны так, что на выходе второго сумматора 18 получается напряжение, линейно изменяющееся в функции угла поворота ротора синусно-косинусного трансформаторного датчика 1. 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
m 4 G 01 В 7 30
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ПФЮ СССР (21) 4402996/25-28 (22) 04.04.88 (46) 07.12.89. Бюл. № 45 (72) М. Б. Волчков, В. Т. Захаренко и В. К. Сергеев (53) 68! 355(088.8) (56) Авторс:<ое свидетельство СССР № 935820, кл. G 01 R 25/04, 1980.
Авторское свидетельство СССР № 807051, кл. G Ol В 7/30, G 08 С 9/00, 1978.
„„SU„„1527489 А 1
2 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА—
НИЯ УГЛА ПОВОРОТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИИ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной тех ни ке. Целью изобретен и я является повышение достоверности преобразования за счет исключения скачков выходного сигнала на границах октантов. На вход синусно-косинусного трансформаторного датчика
1 подается переменное напряжение с источника 3 опорного напряжения. Селектор 2
1527489 октантов управляет двухпозиционным переключателем 4, обеспечивая в нечетных октантах подключение синусной обмотки к первому демодулятору 9, а косинусной обмотки к второму демодулятору 10, в четных октантах подключение к первому демодулятору 9 косинлсной обмотки, а к второму демодулятору 10 синусной обмотки синусно-косинлсного трансформаторного датчика I. Напряжение с выхода блока 11 деления через второй M )cøòàáíûé лсилитель
l5 поступает на влн>д вычитания первого сумматора 7, где Оно вычитается из напряжения источника 12 эталонного напряжения, прошедшего первый масштабныи у It литель 13. Напряжение с выхода второго масштабного усилителя 15 поступа T ны перВый ВХО 1 (M M II POB<) НИЯ НЕГ10СРРДСТВС HHO li
Изобретсни(OT>«>(HTCH к HBMepHT»льной технике и мо кс 1 быть использовано В lip(Образователях уг;н)вс>г0 перечеtll(ния, ныпричер В устройствах сопряжения )ы l чиков
УГ1Ы С ЫНаЛОГО-IIИфРОВ!<)МИ IIР(<ООPЫЗ()ВЫ ГP,)и— ми.
Целью изобретенияявляется повып)с ни» достоверности преобры зс>ва ни я за i ÷c T ucКЛЮЧЕНИЯ СКаЧКОВ ВЫ>ы> )НС>П> CHI tt;)Л;> il;> P;i нинах ОктынTOH.
Ны фпг. Нр» 1»т;)н,)сн;i струк <у(>н))я»х»ча устройства; на (f>HI, 2 all)op), В),)х:дHblx напряжений б.н>кон устрс>й TB, 1
В таблице прс д(Г
Устройство (0;)pðжи г синусно-косинлсный трансфорчаторный )ыгчик 1, с« IPKTOp " Октантов, источник 3 с порного напри кения, двухпозиционный переключатель 4 с первыMH HOpM<1.7 bH0 зы ч KH<, Tbl M 5 и норма. I BH(> разомкнутым 6 контактами и вторычи нормально замкнлтым 7 и нормально рызомKHVTb) M 8 КОНТ,) Кта л(И. IIPpBbIH дечо,)<<, IHTop
9, второй демодллятор 10, блок 11 де.)ения, источник 12 эты.н)нного напряжения, первый масштабный хсилитель 13, первый управляемый масштабный усилитель 14 с дис кретным изменением коэффициента усиления, второй масштабный усилитель 5, второй управляемый масштабный лсилитсль 16 «искретным изменением коэффициента уси.)ения, первый 17 и второй (8 сумчаторы.
Устройство работает следующим Обры.>ол).
На Вход сину»но-косинусноп) трансформаторногo датчика 1 подают с источник;1
3 опорного напряжения переменное нынряжение синусои таль)OH формы. Напряжсния с выходов сину»ной и косинл«ной обмоток третий вход суммирования Второго сумматора 18 через первый управляемыи масштаб ный усилитель 14 с дискрстным изменением коэффициента усиления 1!япряжение с выхода первого сумматопа 17 чер(з второй управляемый масштабный лсили)е.tb 16 с дискреTHb)M измененис (l коэффициента уcиления поступает на второй вход суммирования второго сумматора (8 Величины дискрс TH<) изменяюи)их»я значеlll)>I коэффи-!
О циен Гов усиления первого 14 и второп> 6 управляемых масштабных усилителей выбраны )ак, что на выхо Ip Вт >рого сумматор<1 !8 получается напряжение, линейно HBченяк)щееся в функции л гля )OBopOTB роГО Р<1 »1111((IIΠ— KO(И Н>, С НОI 0 i Pа Н(фо PMЯ ТОP НОГо датчика 1. 2 ил., 1 гыбл. синх(HO косинУ»ного ГРЯ )(фОРмi! TOPHOI чика Вл)ес"с ()я пряж. Ни»ч Ii(.",<:H)!HK:.
«по(>н010 няпряж:,0<» щ> Г: пяк>) ны В>н<д ((. . н к 1 ор;1 2 Окт,) н т<) В для оп ()ед(лен и я ноМ(ря (i K Га )ITB, В КО . Op< >М НаХОдИТС я роТор
25 си))л < н(косинус но<0 тра „сформыторно) 0 да чика 1, В ь) ходные си Гнал ы «и ну(нои It косинусной )бч >ток котс>po)0 н р< з двухпоз). ни«нный )и реключа (.л ь 4 пос; уп) ioT сос>т) е Г ,. rBc)«I0 )ы lipped:; Входы перв >10 9 и Bl<> роп> 0 дечодл IH<гор()В, на В«орые Входы
30 которых !10< т,паег сигнал с источника 3 (ii0p!! >го «)апряжс ния. На Выходах первого
Вг«рого 10 демодуляторов формируются, р>1+ен)1>) постоянного тока, пропорцион;).)ьпые синусу и косинусу у) лы поворота рото,;) сину»но-косину»ного .IpBHC+opM() Торного дят;ика . Эти сигналы поступак)т
В блок 11 деления, пя выходе которого формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное тангенсу или котангенсу
УГЛЫ I!OBOPOTB POTOPB C)IHIC)to-КОСИНУ»НОГО
40 трансформаторного датчика 1. При эгом напряж(ния, соответствующие тангенсу и к<) тангенсу, не зависят от п))гак>щегo напряжения и коэффициента трансформации < инусН0-к<нинусного трансформаторного дятчи45
Однако функции тангенса и котангенсы линейны только на относительно малом участке. В связи с этим селектор 2 октантов в неч TH) lh октантах своим выходным сигны5р 10М управляет так двухпозиционным переклк>чятелем 4, что он обеспечивает в этих октантах подключение выходного сигнала синусной обмотки на демодулятор 9, а сигнала косинусной обмотки — на второй демодулятор 10.
При этом на выходе блока 11 деления. формирлет(я функция тангенса угла поворота ротора синусно-косинусного трансформаторного дагчика l.
1527489
В четных октантах селектор 2 октантов обеспечивает через двухпозиционный переключатель 4 подключение к первому демодулятору 9 косинусной обмотки, а к второму демодулятору 1Π— синусной обмотки синусно-косинусного трансформаторного датчика 1, в результате чего на выходе блока 11 деления формируется функция кс,гангенсы iгла поворота ротора синуснохо(HHycH(>io трансформаторного датчика 1.
Напря кение с блока 11 деления, максимальное значение которого соответствует единице условно! выходного напряжения второго сумматора 18, через второй масштабный усилитель 15 с коэффициентом усиле1 ния k 1-,==- поступает на вход вычитания
8 первоп> сxì÷BToðB 17, B котором оно вычитыс 1ся и: на пряж<. ния источника 12 эталон>к>го tlBHpH кения, прошедшего первый масштабный усилитель 13 с коэффициентом ! усиления !, I --- — — —. Величина напряжения ис8 гочникы 12 эталонного напряжения выбир;>ется равной малсичальному значению выход)н>г:, напряжения второго сумматора 18, ус 1<)BH() принятому за единицу (для угла поBop(>Ti) ротора датчика 1, равному 360
1)ы)<ряжение с выхода второго масштабно(<> л сил-< I< ля 15 IlocTx пает на первый вхс)д с", М Ч И ропа НИ я НЕПОСрсдгтВЕННО И На трЕ<ий вх< д (л мчировыния второго сумматора !
8 I(с » первый управляемый масштабный .. I< IIITå ib 14 с коэффициентом усилс:и и я k ) < =---2 ii.
1<а<;ря к< ние с выхода первого сумма10ра 17 (ср<; второй управляемый масштаб1«ый усилите,ib 16 с коэффициентом усиления К »,.,= — in п<>ступает на второй вход сумчировыния второго сумматора 18.
В<.ли ш Hbi дискретно изменяющихся значений ко«ффициентов усиления первого 14 и втопоп) l i) управляемых масштабных усили ге.1< и и функции преобразования с выхода г»торо(0 чысштабного усилителя 15 и втоp0i>) <. л мчытора 18 для значений угла по: .,р,i, р,i<>j>B синусHO-косинусного трансфорч,
, ""» "i0, 315, 360", представлены в гыбли(ц
1 ри « iO ны Bblx01E второго сумматоры !8 и<>лл -Id(тся напряжение постоянногок:, i! Ill(йн() измс няющееся в функции <1Is !)(>г,l ротора синуcHo-косинусногс> трансср< рчыт<>рного датчика и не имеющ-с скачкс>в напряжения, отсутствие которых в в))х(.(1<оч напряжении устройства объясH;I(тoÿ л гго коэффициент усиления перН<»><>;1;; ы „<яемого масштабного усилителя
1-) дискр< .. но изменяется в тот момент, когда >IB с го входе значение функции npeohp .)с ванин равно нулю, а коэффициент усиления второго управляемого масштабного усилителя 16 дискретно изчс няется т;)кже в тот момент, когда на его входе сигнал с выхода первого сумчатора 17 равен нулк>.
Фар,чу«)а азобретенач
> cTр0йст<(0 д,1 я (10(об>pûç() в а HH я > г, 1 » I) ив во) ота в .)ек> риче кий игныл, ),, iK п(с( си)<усH(.-кос)>1>ус ный т"..ынсв, источник опорного напряжения, подключеннblй к вхoду синусно-косинусного трансформаторного датчика и к первому входу селектора октантов, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам синусной и косинусной обмоток синусно-косинусного трансформаторного датчика, первый и второй демодуляторы, последовательно соединенные источник этаloHH010 напряжения, первый часштабный усилитель и первый
20 сумматор и первый управляемый масштабный усилитель с дискретным изменением коэффициента усиления, управляющий вход которого подключен к выходл селектора октантов, ат«шчающе< сн тем, что, с целью
25 повышения достоверности преобразования, оно снабжено двухпозиционным переключателем, блоком деления, вторым масштабныч усилителем, вторым управляемым масп)табным усилителем с дискретным измеHc ll èoì коэффи цис нта л силе H ия и вторым
30 сумматором, первый вход суммирования которого подключеH к входу вычитания первого сумматоры, входу перв<>п) управляемого часштабноп> у< плите,)я с дискретным изменением ко«ффициснты уси.lс ния и выходу второго часшт I() HOI0 уoили г<,IH. вход ко35 торо)o подключен к выходу б IOH
f o усилителя с дис кретн ы м изменением коэффициента усиления, хпрывляющий вход которого подключен к управляющечу входу первогo управляемого масштабного усилителя с дискретным изченением коэффициенты усиления, 45 входу суммирования второго суччатора, третий BxoJ суммирования hoT()pol() подключен к выходу второго управляемого масштабного усил и геля с дис кретн ы м изменением КОЭффн цИЕНта ус ИЛ l< IIH, ПЕрВЫй И ВтОрОй подвижные контакты;)Byxi)<>зиционного пер»50 ключателя подключень) соответственно к выходам синусной и косинус ной с>бчоток синусно-косинусного трансфорчыторногс>;штчика, первый нс)рмально замкнутый контыкт— к втс>рол(у нормы,)ьil0 ры (омкнутол)у контакту и первому Bx(>ду первого демодуляторы, первый норма, lbHO разомкнуть)й hoHтакт -- к второмл нормально замкнутому контакту и первому входу второго демо! 527489 360 о,град 270 225 315 180 45 90 135 0 0 1 б 8 4 3 1 Шаг.2 Согт авитель К. Та Вли но в Редактор . I. Гратилло Тех реп И. Верее Корректор М. Максимишинец Заказ 7501,40 Гираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 дулятора, вторые входы первого и второго демодуляторов объединены и подключены к выходу источника опорного напряжени, уп1 0 1 1 1 2 8 равляющий вход двухпоаиционного переключателя подключен к выходу селектора октантов.
