Измеритель параметров перемещения
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в схемах стабилизации скорости электроприводов. При повороте вала вращающегося трансформатора 4 напряжения с его выходных обмоток, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, умножаются в первом и втором блоках умножения 5 и 6 соответственно на код косинуса и синуса измеренного устройством угла поворота. Выходные напряжения блоков умножения 5 и 6 поступают на блок вычитания 8. на выходе которого имеется сигнал Ди, зависящий от величины рассогласования измеренного значения углового положения и текущего углового положения ротора вращающегося трансформатора. Этот сигнал через компаратор 9 и логический элемент 10 управляет первым и вторым цифровыми интеграторами 11 и 12, на выходе которых формируется код измеренного углового положения и скорости. 1 ил. со с
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 P 3/489
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753496/10 (22) 27.10.89 (46) 15.11.91. Бюл. N. 42 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.В.Богдашев, И.Э.Кан, М.С.Каплун, В,В.Климовицкая, П.Н.Ковалев и Ю.И.Аверьянов (53) 621.317.39.531.77 (088.8) (56) Домрачев В,Г, и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещения.
Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.218, рис,13 — 1, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в схемах стабилизации скорости
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в системах стабилизации скорости электроприводов.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.
На чертеже приведена схема измерителя параметров перемещения.
Измеритель параметров перемещения содержит генератор (Г) 1 импульсов, счетчик (СЧ) 2, формирователь гармонических сигналов (ФГС) 3, вращающийся трансформатор (ВТ) 4, блоки умножения (БУ) 5,6, блок синусно-косинусного преобразования (БСКП) 7, блок вычитания (БВ) 8, компаратор (К) 9, логический элемент (ЛЭ) 10, цифровые интеграторы (ЦИ) 11,12, регистр 13 (P), формирователь импульсов (ФИ) 14, » Ы«, 1691756 А1 электроприводов. При повороте вала вращающегося трансформатора 4 напряжения с его выходных обмоток, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, умножаются в первом и втором блоках умножения 5 и 6 соответственно на код косинуса и синуса измеренного устройством угла поворота, Выходные напряжения блоков умножения 5 и 6 поступают на блок вычитания 8, на выходе которого имеется сигнал ЛU, зависящий от величины рассогласования измеренного значения углового положения и текущего углового положения ротора вращающегося трансформатора.
Этот сигнал через компаратор 9 и логический элемент 10 управляет первым и вторым цифровыми интеграторами 11 и 12, на выходе которых формируется код измеренного углового положения и скорости. 1 ил, Выход Г 1 подключен ко входу СЧ 2 и к счетным входам ЦИ 11,12, выход СЧ 2 подключен ко входу ВТ 4 через ФГС 3, второй выход СЧ 2 соединен через ФИ 14 со входом синхронизации P 13 и с входом обнуления
ЦИ 12 первый выход ВТ 4 соединен с первым входом БУ 5, второй выход ВТ 4 соединен с первым входом БУ 6, выходы БУ 5 и 6 подключены соответственно к первому и второму входам БВ 8, выход которого подключен ко второму входу ЛЭ 10 через К 9, первый вход ЛЭ 10 соединен со вторым выходом СЧ 2, выход ЛЭ 10 подключен к управляющим входам ЦИ 11, 12. Выход ЦИ 11 является выходом измерителя параметров перемещения и соединен со входом БСКП 7, один выход которого подключен ко второму входу
БУ 5, а другой выход — ко второму входу БУ
1691756
20 r
to=—
Uo=UmaxsI A ио т, Т=— га, (4) ЛО= UsNc-UcNs. (2) 6, кроме того, выход ЦИ 12 подключен ко входу Р 13, выход которого является дополнительным выходом измерителя параметров перемещения, Измеритель параметров перемещения работает следующим образом.
Г 1 вырабатывает последовательность импульсов с частотой fr, которая поступает на вход СЧ 2 и на входы ЦИ 11,12. На выходе
СЧ 2 формируется двоичный линейно нарастающий код (цифровая пила} с частотой где йо — обьем СЧ 2, поступающий на вход ФГС 3, на выходе которого формируется синусоидальное напряжение для запитки ВТ 4 где Umax — амплитуда напряжений на входе
ВТ 4, во- угловая частота запитки ВТ 4, 2 &fr численно равна ао = .No
Г!ри повороте вала ВТ 4 на угол О в его выходных обмотках вырабатываются напряжения, амплитуда которых пропорциональна синусу и косинусу угла поворота вала, т.е.
U. = Uar sin r о ot sIn 0 (1)
О, = U., з1п в, cos 61, где Овт — амплитуда выходного напряжения
ВТ4, Напряжения Us с синусной обмотки ВТ
4 умножается в БУ 5 на цифровой код Nc, подаваемый с косинусного выхода БСКП 7, а напряжение Us с косинусной обмотки умножается в БУ 6 на цифровой код Nc, подаваемый с синусного выхода БСКП 7.
Выходные напряжения БУ 5 и 6 вычитаются в БВ 8, на выходе которого получается напряжение где йс=соз1ч, Ns=-sinN;
N — число в двоичном коде на выходе ЦИ 11.
Проводя очевидные тригонометрические преобразования, напряжение Л U можно представить в виде
ЬU =О,T siпаt з1п (Π— М). (3)
Напряжение Л U с выхода БВ 8 поступает через К 9 на первый вход ЛЭ 10. на
55 второй вход которого поступает сигнал.со старшего разряда СЧ 2, ЛЭ 10 реализует логическую операцию "ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ
ИЛИ", его выход соединен со входом "Направление счета" ЦИ 11. В зависимости от знака выражения з!п(О-N) сигналы на входы
ЛЭ 10 приходят либо в фазе, либо в противофазе. Выходной сигнал ЛЭ 10 имеет значение логической "1" или "0", а ЦИ 11 соответственно суммирует либо вычитает импульсы Г1, приближая значение N к значению О вплоть до их численного равенства, Таким образом число N является двоичным эквивалентом измеряемого угла О.
ЦИ 12 включен аналогично ЦИ 11, однако снабжен входом обнуления, на который с выхода ФИ 14 поступают импульсы, длительность которых минимальна, но достаточна для обнуления ЦИ 12, а период следования
Таким образом, на выходе ЦИ 12 формируется число, эквивалентное приращению измеряемого угла Оза время Т, т.е. частоте вращения вала, Результат счета хранится в
Р 13.
Измеритель параметров перемещения формирует на выходах коды угла поворота и частоты вращения, обладает повышенным быстродействием в установившемся режиме.
Формула изобретения
Измеритель параметров перемещения, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, формирователь гармонических сигналов, механически сочлененный с валом, вращающийся трансформатор, первый и второй блоки умножения, блок вычитания, компаратор, цифровой интегратор, блок синуснокосинусного преобразования, один выход которого подключен ко второму входу первого блока умножения, а другой выход подключен ко второму входу второго блока умножения, о тл и ч а ю щи и с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей в него введены формирователь импульсов, логический элемент, второй цифровой интегратор, регистр, выход которого образует дополнйтельный выход измерителя параметров перемещения, причем первый вход логического элемента соединен со вторым выходом счетчика, второй вход соединен с выходом компаратора. выход логического элемента соединен с управ169175б
Составитель М.Тихонов
Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор И,Муска
Заказ 3924 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ляющими входами первого и второго цифровых интеграторов, выход второго интегратора соединен со входом регистра. вход синхронизации регистра и вход обнуления второго цифрового интегратора объедине- 5 ны и подключены Ко второму выходу счетчика через формирователь импульсов, а объединенные счетные входы первого и второго цифровых интеграторов соединены с выходом генератора импульсов.
