Способ преобразования угла поворота
368634
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетских
Социалистических
Респуслик
Зависимое от авт. свидетельства №
M. Кл. С 08с 9!04
Заявлено 07.VI II, 1 970 (№ 1474835/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26Л.1973. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 21.IV.1973
Комитет по делам изсоретеиий и открытий при Совете 1т1ииистрсе
СССР
УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения
А. И. Брейдо и Ю. И. Николаев
Заявитель
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА
СИНУСНО-КОСИ НУСНОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ
ТРАНСФОРМАТОРА В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники.
Известны способы преобразования угла поворота СКВТ в напряжение постоянного тока. Наиболее распространенным и достаточно точным является способ преобразования с применением следящей системы, исполнительный механизм которой содержит механически жестко связанные СКВТ-приемник (в качестве элемента обратной связи) и потенциометр, питаемый напряжением постоянного тока.
При этом с движка потенциометра снимается выходное напряжение, пропорциональное углу. Этот способ широко применяется в аналоговых вычислительных машинах.
Однако известный способ требует большого объема оборудования, надежность которого недостаточна, а сроки службы укорочены за счет наличия трущихся механических частей.
Цель изобретения состоит в разработке такого способа преобразования, который позволяет использовать преобразователь без механических частей и обеспечивает высокую точность преобразования.
Эта цель достигается путем применения
СКВТ в схеме фазовращателя, дающего на выходе два напряжения переменного тока, сдвиг по фазе между которыми пропорциопален углу поворота СКВТ, и путем последующего преобразования сдвига фаз в периодическое напряжение П-образной формы с пропорциональным коэффициентом запол5 нения и постоянной амплитудой и выделения постоянной составляющей этого напряжения с помощью интегрирующего фильтра.
Это позволяет уменьшить габариты преобразователя угла в,пропорциональное напря10 жение постоянного тока н повысить точность преобразования.
На фнг. 1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ.
15 Устройство содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) -датчик 1, фазосдвнгающнй четырехполюсник 2, фазовращатель 8, преобразователь 4 сдвига фаз в напряжение П-образной формы, ком20 параторы 5, б, триггер 7 с раздельным входом, амплитудный модулятор 8 н интегрирующий фильтр 9.
Фазовращатель 8, состоящий Il3 синуснокосинусного вращающегося трансформатора
25 1 и пассивного четырехполюсника 2 с определенным образом подобранными параметрамн, создает на выходе два напряжения переменного тока, взаимно сдвинутые по фазе на угол, равный илн пропорциональный углу
30 поворота СКВТ, если углы поворота отсчи368634
При постоянном значении U,„„ c 7вых: 7оп
Т (2) — — коэффициент заполнения импульсов
Т
П-образного напряжения пропорционален углу сдвига фаз напряжений на выходе фазовращателя 8 и, следователь но, пропорционален углу поворота СКВТ ф — =К (где К вЂ” коэффициент пропорциоT нальности) .
Отсюда (3) вых — 7оп g.
Из выражения (III) следует, что напряжение на выходе интегрирующего фильтра пропорционально произведению угла поворота
СКВТ на величину опорного напряжения.
Отсюда вытекает три варианта использования предлагаемого способа преобразования:
1. Преобразование угла поворота СКВТ в относительную величину напряжения поСТОЯ Н НОГО тОКа от н. тывать от положения, когда напряжение на выходе фазовращателя совпадают по фазе.
Выходные напряжения фазовращателя изображены на диаграммах а и б фиг. 2.
С помощью преобразователя 4 сдвига фаз напряжений преобразуется в периодическое напряжение П-образной формы (фиг. 2, В).
Коэффициент заполнения, т, е. отношение длительности импульсов т к их периоду Т, пропорционален углу сдвига фаз напряжений на выходе фазовращателя 8 и, следовательно, углу поворота СКВТ (фиг. 2, в).
Преобразователь 4 может, например, состоять из двух компараторов 5 и б и триггера с раздельным входом 7.
Выработанное на преобразователе 4 периодическое напряжение П-образной формы модулируется по амплитуде на амплитудном модуляторе 8 (фиг. 2, г).
Импульсы напряжения на выходе модулятора 8 имеют амплитуду, равную величине опорного напряжения, питающего выходную цепь модулятора — U„„, и площадь, равную
Uon т.
На интегрирующем фильтре 9 из модулированного П-образного напряжения выделяется постоянная составляющая U»» (фиг. 2, д).
В этом случае формула (3) перепишется. "" =КФ. (4) оп
Этот вариант следует применять, когда имеется общее опорное напряжение U,, питающее амплитудный модулятор и схему, воспринимающую напряжение U»», для дальнейшего использования в счетно-решаю10 щих или измерительных устройствах.
2. Преобразование угла поворота СКВТ в абсолютное по величине напряжение постоянного тока. В этом случае в качестве опорного напряжения применяется стабилиl5 зированное по амплитуде напряжение постоянного тока Uoy=Уоп и выражение (III) примет вид
U,„, = E(U„g = тО„ (5) 20 гДе т=КУот=cOnst.
3. Преобразование угла поворота СКВТ в напряжение постоянного тока с одновременным умножением на функциональную величину, выраженную функциональным напря25 жением постоянного тока Уф.
В этом случае в качестве опорного напряжения используется функциональное напряжение Уф(Уоп= Уф).
Выражение (III) примет вид: . вых — 7ф Y
Если Уф выражает величину Х, то
U 35 Предлагаемый способ позволяет использовать для аналоговой операции (преобразование угла в напряжение) стандартные элементы цифро-аналоговой техники. (6) 40 Предмет изобретения Способ преобразования угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансфор45 матора в напряжение постоянного тока, основанный на преобразовании угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора в пропорциональный ему угол сдвига фаз двух напряжений, отличающийся 50 тем, что, с целью повышения точности преобразования, угол сдвига фаз двух напряжений преобразуют в периодическое П-образное напряжение, имеющее коэффициент заполнения, пропорциональный преобразуемому углу сдвига фаз, полученное П-образное напряжение модулируют по амплитуде опорным напряжением постоянного тока и выделяют постоянную составляющую выходного напряжения. 3,68634 Ри2. 2 Составитель М. !еренкова Техред Л. Грачева Редактор Л. Утехина Корректор А. Степанова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1126/8 Изд. ¹ 254 Тираня 602 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-85, Раушская наб., д. 4/5
