Двухотсчетный электромеханический преобразователь углового положения вала в цифровой код

 

и ц 670953

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 585515 (22) Заявлено 01.02.77 (21) 2448541/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.-

G 08С 9,00 (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (53) УД1; 681.325 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

О. А. Павлов, А. А. Любимов и В. И. Смирнов

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) ДВУХОТСЧЕТНЪ|Й ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛО)КЕНИЯ ВАЛА

В ЦИФРОВОЙ КОД

Государственный комитет

Приоритет

Изобрстенис относится к области автоматики и вычислительной техники и являстся усовершенствованием известного устройства.

По авт. св. № 585515 известен двухотсчетный электромеханический преобразователь углового положения вала в цифровой код, содержащий двухотсчетный датчик, соединенный с каналами грубого и точного отсчетов непосредствснно и через источник периодического сигнала, блок индикации, дешифраторы грубого и точного отсчетов, блоки ключей грубого и точного отсчетов, ключи переменного тока, усилитель переменного тока, вентиль, элементы И и НЕ и блоки управления, выходы каналов грубого и точного отсчетов подключсны через соответствующие дешифраторы ко входам блоков ключей, выходы которых соединены со входами блока индикации, ключи переменного тока через послсдовательно соединенные усилитель переменного тока и вентиль подключены к одному из входов элемента И, выход которого соединен со входом одного из блоков управления и через элемент НŠ— со входом другого блока управления, выходы блоков управления соединены с другими входами блоков ключей грубого отсчета, выходы двухотсчетного датчика соединены с одной группой входов ключей переменного тока, другая группа входов которого соединена с выходами канала грубого отсчста, другой выход канала точного отсчста соединен с другим входом элемента И (1).

Известный преобразователь имеет ограниченные возможности для повышения точности преобразования, поскольку его точность определяется количеством фаз в гру10 бом и точном отсчетах датчика, а значительное увеличение количества фаз ограничено трудностями конструктивного характера.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достнгастся тем, что в двухотсчетный электромеханический преобразователь введены блок коммутации фаз, преобразующий блок аналогового сигнала, преобразующий блок эталонного сигнала, делитель частоты, генератор частоты, сравнивающий элемент, рсверспвный с гсT÷èê, блок ключей и блок делителя эталонного сигналя, выходы точного отсчета датчика соединены с одной группой входов блока коммутации фаз, другая группа входов которого соединена с выходам I канала точного отсчета, Bblxog блока коммутацllll coc IIIнен с одним пз входов прсобразующего зо блока аналогового сигнала, выход которого

670953

60 соединен с одним из входов сравнивающего элемента, выход источника периодического сигнала подключен к одному из входов преобразующего блока эталонного сигнала, другой вход которого объединен с соответствующим входом преобразующего блока аналогового сигнала и подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с генератором импульсов, выход прсобразующсго блока эталонного сигнала соединен с первым входом блока делителя эталонного сигнала, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего элемента, выход которого соединсн с одним из входов реверсивного счетчика, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выходы реверсивного счетчика соединены с другими входами блока делителей эталонного сигнала и через блок ключей — со входом блока индикации.

Функциональная схема преобразователя представлена на чертеже.

Преобразователь содержит двухотсчетный датчик 1, состоящий из многополюсного трансформатора 2 точного отсчета и двухполюсного многофазного трансформатора 3 грубого отсчета, источник периодического сигнала 4, фазочувствительные усилители 5 и элементы шунтирования 6, образующие в сочетании каналы грубого 7 и точного 8 отсчетов, дешифраторы грубого и точного отсчетов 9, блоки ключей грубого отсчета 10 и точного отсчета 11, ключи переменного тока 12, усилитель переменного тока 13, вентиль 14, элемент И 15, блок управления 16, элемент НЕ 17, блок управления 18 и блок индикации 19. При повороте входного вала, а следовательно, и ротора двухотсчетного датчика, происходит nooseредное появление полезного сигнала положительного знака на выходе шунтирующих элементов в каждом из отсчетов, причем цикл опроса всех фаз точного отсчета датчика происходит в интервале полезного сигнала с выхода шунтирующего элемента, определенной фазы грубого отсчета. Устранение возможных рассогласовапий грубого и точного отсчета датчика обеспечивается синхронизацией, реализованной на блоках 15, 16, 17, 18.

Блок коммутации фаз 20, одна группа входов которого соединена. с выходами точного отсчета датчика, а другая — с выходами элементов шунтирования точного отсчета 6, преобразующий блок аналогового сигнала 21, преобразующий блок эталонного сигнала 22, блок делителя эталонного сигнала 23, генератор импульсов 24, делитель частоты 25, реверсивный счетчик 26, сравнивающий элемент 27, блок ключей 28.

Выход блока коммутации 20 соединен с одним входом преобразующего блока аналогового сигнала 21, другой вход блока 21 подключен к выходу делителя частоты 25.

Один вход преобразующего блока 22 сосди5

55 псн с выходом источника периодического сигнала 4, другой — с выходом делителя частоты 25. Выход преобразующего блока аналогового сигнала 21 соединен с одним из входов сравнивающего элемента 27, выход преобразующего блока эталонного сигнала

22 подключен к одному входу блока делителя эталонного сигнала 23, выход которого соедппс с другим входом сравнивающего элемента 27. Выход генератора импульсов

24 соединен со входом дслптсля частоты 25 и одним из входов реверсивного счетчика

26, второй вход pcvàðñnâíoão счетчика подключен к выходу сравнивающего элемента.

Выходы реверсивного счетчика соединены со входами блока ключей 28 и с группой входов дслителя эталонного сигнала, выход блока ключей подключен ко входу блока индикации 19. Работа преобразователя заключается в следующем. Угловое положение входного вала преобразователя преобразуется поворотными трансформаторами 2 и 3 в напряжения, снимаемые с выходных обмоток фаз) трансформаторов и имеющие величину, пропорциональную угловому положению вала. Обмотки имеют простран2-. ственный сдвиг = в грубом отсчете и

Pg Ill

2;. ср,= в точном отсчете. Здесь:

)72П т — количество фаз в грубом отсчете; и — количество фаз в точном отсчете; р — число пар полюсо в в точном отсчете; !

) = 1.

Для описания устройства и принципа работы преобразователя предполагаем, что т=4, и=2. Необходимым условием для появления на выходе элсмен га шунтирования сиги "ла голожительного знака как в грубом, так и в точпом отсчете является наличие на одном его входе положительного сигнала с выхода фазоч;вствительного усилителя той жс фазы датчика и на другом— отрицательного сигнала с выхода фазочувствитсльного усилителя последующей фазы.

Прн г.оворотс вала датчика происходит поочередное появление полезного сигнала на выходе шунтирующих элементов внутри отсчета, причем цикл опроса всех фаз точного отсчста датчика происходит в интервале полезного сигнала с выхода шунтирующего элемента одной из фаз грубого отсчета.

Устранение возможной ошибки в выходном коде преобразователя, возникающей в зоне асимметрии нулевых точек двухполюсного поворотного трансформатора, обеспечивается синхронизацией отсчетов, реализованной с помощью блоков 15, 16, 17, 18.

Для достижения поставлснной цели, т. е. повышения точности отсчета преобразователя, каждая из фаз точного отсчета датчика подключена к соответствующему входу блока коммутации фаз, обеспечивающего подключение выхода нужной фазы точного от670953 счета ко входу преобразующего блока аналогового сигнала. Это обсспечнвается тем, что выходы шунтирующих элементов точного отсчета соединены с другой группой входов блока коммутации фаз и ко входу блока

21 подключается лишь та фаза точного отсчета, на выходе шунтирующсго элемента которой имеется управляющий сигнал положительного знака.

Сигнал с выхода датчика 1, усиленный и преобразованный в сигнал постоянного тока в блоке 21, поступает на первый вход сравнивающего элемента 27. С выхода источника периодического сигнала через преобразующий блок эталонного сигнала с теми же параметрами, что и у аналогового, эталонное напряжение поступает на вход блока делителя 23. На другие входы преобразующих блоков 21 и 22 поступают импульсы с генератора импульсов 24 через делитель частоты 25 с частотой, равной частоте периодичсского сигнала с выхода блока 4.

Амплитуда сигнала постоянного тока на выходе блоков 21 и 22 пропорциональна амплитуде периодического сигнала, а знак соответствует фазе периодического сигнала.

На другую группу входов блока делителя эталонного сигнала поступают сигналы управления с выходов реверсивного счетчика

2б, которые обеспечивают получение на выходе блока делителя эталонного сигнала серии эталонных уровней напряжения, поступающей на второй вход сравнивающего элемента. На выходе сравнивающего элемента формируется управляющий сигнал, полярность которого определяется результатами сравнения, поступа1ощий на один из входов рсвсрсив:юго счетчика, на второй вход счетчика поступа1от пусковые импульсы с генератора импульсов. На выходах реверсивного счетчика формируется, таким образом, код, пропорциональный амплитуде выходного сигнала с фазы точного отсчета, а следовательно, и угловому псложению входного вала. Блок ключей 28, управляемый сигналами с выхода реверсивного счетчика, обеспечивает зажигание нужных цифр в блоке индикации 19.

Предло кенный преобразователь позволяет получить высокую точность преобразова .ия без существенного увеличения массо-габа"!1, I.ых 1:О::аз,",тслей. Отсчетное устройство выполнено полностью на серийно выпускаемых микросхемах.

Формула изобретения

Дп "o! c !còl I!Й элект))охlсхаппчсс! и!! Пре)0 Образоватсль уг.1О !Ого 1!О;1Ожс1!1111 В3 1а I3 цифровой код по авт. св, ¹ 585515, отл ич а ю и е с с я тем, что, с целью повышснпя точности прсобразоватсля, в него введены блок коммутации фаз, преобразующий блок !

5 aI!aлсгового с!!гнала, преобразующий блок эталонного с1!гнала, делитель частоты, гснератор частоты, сравнивающий элемент, реверспьч!ый счетчик, блок ключей и блок делителя эталонного сигнала, выходы точного

20 отсчета датчика соединены с одной группой входов блока коммутации фаз, другая группа входоз которого соединена с выходами канала To IHocTII Отсчета, выход Олока коммутации соединен с одним пз входов преоб25 разующсго блока аналогового сигнала, выход которого соединен с одним из входов сравнивающего элемента, выход источника периодического сигнала подключен к одному из входов преобразующего блока эта30 лонного сигнала, другой вход которого объел!и!си с соответствующим входом преобразующего блока аналогового сигнала и подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с генератором импульсов, 35 выход грсобразу:о!цсго блока эталонного сигнала сосдинсн с первым входом блока делителя эталонного сигнала, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего элемента, выход

40 которого соединен с одним пз входов реверсивного счет -111 ка, д1)тгОЙ вход которого сосдинен с выходом генератора импульсов, выходы реверсивного счетчика сосдппсны с другими входBi!II блока дслптслсй эталон45 ного сигнала и черсз блок ключей — со входом блока индикации.

Источ;1пкн информации, принятые Uo внимание прп экспсртизс

1. Авторское свидетельство СССР

50 № 585515, кл. G 08C 9/00, 1977.

670953

Составитель И. Назаркина

Текред Л. Камышникова

Редактор В. Чирков

Корректор P. Беркович

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 130!/1б Изд. Ко 387 Тираж 727 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам из«оорстений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5