Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050977 (21) 2519145/18-24 (51) М КЛ с присоединением заявки ¹

G 08 С 9/00

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050380 Бюллетень. № 9

Дата опубликования описания 050380 (53) УДКб81. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Д.Аксененко, С.Я.Барменков, В.Н.Васильев, и A.Н.Дорофеев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и Предназначено для использования в системах преобразования угловых вели-5 чин в код. .Известны преобразователи угла поворота вала в код на основе злектромеханических следящих систем, содержащие двухполюсный и многополюсный датчики угла, фазовращатели и фазовые детекторы (lj. Недостатком известных преобразователей являются большой вес,. габариты и низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий двухполюсный фазоВращаттельный датчик угла Один ВыхОд 2р которого через первый фазовращатель подключен к одному входу первого фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом фазовращательного датчика угла, а выход подключен к первому преобразо- вателю напряжения в частоту, выходы которого подключены к входам первого реверсивного счетчика, выходы разрядов первого реверсивного счетчика подключены к управляющим входам первого фазовращателя, многополюсный фазовращательный датчик угла,, один выход которого через второй фаэовращатель подключен к одному входу второго фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом многополюсного фазовращательного датчика угла, а выход подключен ко второму преобразователю напряжения в частоту, второй реверсивный счетчик, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам второго фазовращателя, блок согласования отсчетов, входы которого соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков (2).

Недостатком известного преобразователя является низкая динамическая точность при больших скоростях и ускорениях движения входного вала, Это обусловлено тем, что известный преобразователь является астатической системой с астатизмом, равным 1, которая имеет добротность по ско4 рости, как правило, не более 1000 с н которой по принципу действия присущи ошибки по скорости и высшим про720452 изводным закона движения входного вала.

Белью изобретения является повышение динамической точности преобразователя. Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены два элемента ИЛИ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму преобразователям напряжения в частоту, а выходы подключены к 1Î входам второго реверсивного счетчика.

Блок-схема преобразователя приведена на чертеже.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит двухполюсный фазовращательный датчик 1 угла, один из выходов которого непосредственно, а второй через фазовращатель 2, подключенный к управляющему выходу ре версивного счетчика 3, соединены с входами фазового дискриминатора 4, выход которого через преобразователь

5 напряжения в частоту связан с входами реверсивного счетчика 3, много полюсный фазовращательный датчик 6 угла, один иэ выходов которого не- 2 посредственно, а другой через фаэовращатель 7, подключенный к управляющему выходу реверсивного счетчика 8, соединены с входами фазового дискриминатора 9, выход которого через. 30 преобразователь 10 напряжения в частоту и элементы 11 и 12 ИЛИ связан со входами реверсивного счетчика 8, вторые входы элементов 11 и 12 ИЛИ соединены с выходами преобразователя ЯЯ

5 напряжения в частоту, блок 13 согласования отсчетов, подключенный, своими входами к выходам реверсивных счетчиков 3 и 8.

Преобразователь работает следую,щим образом. В исходном состоянии датчики l и б угла и фазовращатели

2 и 7, управляемые, соответственно, кодами счетчиков 3 и 8, находятся в согласованном положении. При повороте входного вала на угол А датчик

1 и фаэовращатель 2 рассоГласовыва ются, на выходе фазового дискриминатора 4 появляется напряжение ошибки,. в результате чего преобразователь 5 .напряжения в частоту начинает выработ 50 ку выходных импульсов. Импульсы с выхода преобразователя 5 напряжения в частоту подсчитываются реверсивным счетчиком 3, кодом которого управляется фазовращатель 2 таким 55 образом, что рассогласование датчика 1 и фаэовращателя 2 уменьшается до нуля.. В течение цикла отработки на реверсивный счетчик 3 поступает число импульсов, пропорциональное О углу В и,т,, где ц, ошибка канала грубого отсчета. Это же количе ство импульсов поступает через элементы 11 и 12 ИЛИ на реверсивный счетчик 8 канала точного отсчета, следовательно фазовый сдвиг, вноси— мый фазовращателем 7, управляемым реверсивным счетчиком 8, изменится на величину, пропорциональнуюА+й .„ .

Фазовый сдвиг, вносимый датчиком б при повороте его вала на уголь, пропорционален углуе . Таким образом, рассогласование канала точного отсчета равно Ьб, т. е. ошибке канала грубого отсчета, и отрабатывается каналом точного отсчета с ошибкой

ЬЭ, >,т.е. с ошибкой канала точного отсчета.

При вращении входного вала с постоянной скоростью канал грубого отсчета .отслеживает зто движение с динамической ошибкой Ь,о, которая в этом случае является постоянной величиной и, следовательно, полностью отрабатывается каналом точного отсчета. Таким образом, в режиме вращения входного вала с постоянной скоростью динамическая ошибка преобразователя равна нулю.

При движении вала по закону

, р . 2 динамическая ошибка преобразователя обратно пропорциональна произведению добротностей каналов грубого и точного отсчета на скорости, постоянна по величине и равна н

А то то где — величина ускорения движения входного вала, ф,Q — добротности по скорости каналов точного и грубого отсчета.

Таким образом, введение в состав преобразователя двух элементов ИЛИ, включенных указанным образом, повышает степень астатизма преобразователя, что позволяет уменьшить динамическую ошибку по скорости и значительно снизить динамическую ошибку по ускорению.

Применение предлагаемого преобразователя позволит существенно повысить точность кодирования угловых величин в широком диапазоне скоростей и ускорений входного вала.

Экономический эффект от использования такого преобразователя определяется его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий двухполюсный фазовращательный датчик угла, один выход которого через. первый фазовращатель подключен к одному входу первого фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом фазовращательного датчика угла, а выход подключен к первому преобразователю напряжения в частоту, выходы которого подключены к входам

720452 Составитель И.Назаркина

Техред М.Петко Корректор Г.Назарова

Редактор М.Минаев

Заказ 10222/35 Тираж б82 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 первого реверсивного счетчика, выхо ды разрядов первого реверсивного счетчика подключены к управляющим входам первого фаэовращателя, многополосный фазовращательный датчик угла, один выход которого через второй фазовращатель подключен к одному входу второго фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом многополюсного фазовращательного датчика угла, а выход подключен ко второму преобразователю напряжения в частоту, второй реверсивный счетчик, выходы разрядов которого подключены к управляющим Вхо» дам второго фазовращателя, блок согласования отсчетов, входы которого соединены с выходами первого и вто-.,; рого реверсивных счетчиков, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения рннамической точности пре образователя, в него введены два злЕмента ИЛИ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму преобразователям напряжения в частоту, а выходы подключены к входам второго реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 80, рис. 29.

2. Зверев A.E. и др. Преобразова1З тели угловых перемещений в цифровой код, Л., Энергия, 1974, с. 82, рис. 30 (прототип) °