Интерполятор для динамических круговых преобразователей

 

ВСЕ С.)К ..1Р )1) о и и dэгй"Ё

ИЗОБРЕТЕН Ия () 746583

Соиэз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 24.04.78 (21) 2612917/18-24 (51)М. КЛ.

2 с присоединением заявки ¹â€”

G 06 G 7/30

Гасударственный камитет (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень ¹ 25 (53) УДК 681.335 (088.8) пв делам иэабретений и отквытий

Дата опубликования описания 10.07.80 (72) Автор изобретения

Ю. П. Дарменко

Украинский республиканский центр стандар)т)иэации и метрологии Госстандарта СССР (71) Заявитель (54) ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ КРУГОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ Й

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано в динамических круговых преобразователях угла поворота, применяемых в машиностроении для измерения параметров движения.

Известны динамические круговые преобразователи угла поворота, у которых сигнал снимае гся с одного выхода в виде напряжения синусоидальной или близ

10 кой к нему формы. К ним относятся, например преобразователи магнитовлектрического типа с полным круговым усреднением, а также ряд других. Для интерполяции сигналов указанных преобразова15 телей применяется удвоители частоты или их последовательное соединение, которые функционируют по принципу двухполупериодного выпрямления $1).

Однако интерполяторы имеют недостаточно высокую точность преобразования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является интерполятор для динамических

2 круговых преобразователей, который состоит из удвоителя двухполупериодного выпрямителя, усилителя-формирователя, дифференцирующих цепей и элемента ИЛИ, Напряжение на выходе удвоителя в форме пульсаций преобразуется усилителем-формирователем в импульсы прямоугольной формы, дифференцирующие цепи формируют импульсы, соответствующие передним и задним фронтам прямоугольных импульсов.

В результате, кажцый период синусоидаль« ных сигналов, поступающих на вход интерполятора, делится на четыре (21.

Недостатком удвоителей, а также указанного интерполятора является их критичность к амплитуде входных сигналов, и, в результате, существенная norpeiUность интерполяции в диапазоне амплитуд.

Погрешность возникает вследствие зависимости формы кривой выпрямленных полупериоцов от изменения амплитуды входных сигналов. В свою очередь, изменения формы сигнала на входе усилителя-формирова« теля изменяют скважность импульсов на

6583; 4

50

3 74 его выходе. Это обстоятельство ограничивает возможности применения указанных интерполяторов, в особенности с преобразователями магнитоэлектрического типа, у которых амплитуца сигналов сильно зависит от скорости вращения ротора.

Целью изобретения является повышение точности работы интерполятора.

Поставленная цель достигается тем, что интерполятор для динамических круговых преобразователей, содержащий удвоитель частоты, вхоц которого является

\ входом интерполятора, а выход соединен с инвертирующим вхоцом усилителяформирователя, и два цифференцирующих зВена, .подсоединенных входами .и выходами соответственно к выходу усилителяформирователя и к двум входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом интерполятора, цополнительно содержит интегратор, вход и выход которого подключены соответственно к выходу .и неинвертирующему входу усилителя-формирователя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого интерполятора; на фиг. 2 - временные диаграммы цля иллюстрации его работы; на фиг. 3 — практический пример схемы принципиальной электрической интерполятора.

Интерполятор состоит из удвоителя 1 частоты, усилителя-формирователя 2 с инвертирующим и неинвертирующим входами 3 и 4, интегратора 5, дифференцирующих звеньев 6 и 7, элемента 8 ИЛИ.

Выход удвоителя 1 связан с инвертирующим входом 3 усилителя- формирователя 2, выхоц которого связан со входом интегратора 5 и дифференцирующими звеньями 6 и 7, выходы которых объединяются элементом 8 ИЛИ, выход интегратора

5 связан с неинвертирующим входом 4 усилителя-формирователя 2.

Интерполятор работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал кругового преобразователя преобразуется на выходе удвоителя 1 в напряжение пульсаций (фиг.

2 а), которое поступает на вход 3 усилителя-формирователя. Напряжение на выходе усилителя-формирователя в форме меандра (фиг. 2 в) поступает на дифференцирующие звенья 6 и 7, которые формируют импульсы, соответствующие передним и задним фронтам меандра, а также на вкод интегратора 5. Элемент 8 ИЛИ объединяет импульсы с выходов звеньев

6 и 7 в один канал. Интегратор 5 поддерживает на своем выходе напряжение

lpga смещения для иеинвертирующего входа 4 усилителя-формирователя таким, чтобы скважность импульсов на выходе усилителя-формирователя оставалась равной двум (Ц =2). Очевидно, что точность поддержания равенства Ц =2 в диапазоне амплитуд входных сигналов и при про- . чих дестабилизирующих факторах гарантиg0 рует аналогичную точность интерполяции.

Это обеспечено выбором соответствующего значения постоянной интегрирования, из условия, чтобы она была намного больше максимального периода Т входных

15 сигналов интерполятора, а также условием, чтобы обратная связь с выхода усилителя-формирователя через интегратор

5 ко входу 4 была отрицательной. Если указанные условия выполняются, то при скважности импульсов, равной двум, интегралы от импульсных напряжений положительной и отрицательной полярности равны межцу собой и противоположны по знаку, а изменения напряжения на вы25 ходе интегратора вследствие воздействия на него положительных и отрицательных импульсов пренебрежимо малы, поэтому на выходе интегратора остается накопленное ранее напряжение U ö (фиг. 2, 30 а,в). При отклонении скважности импульсов в большую или в меньшую (фиг. 2с, сЯ ) сторону, вызванном, например изменением амплитуды входных сигналов устройства, либо изменением Uс из-за

35,утечек интегрирующего конденсатора, длительности положительных и отрица тельных импульсов не равны, т. е. возни-. кает постоянная составляющая соответствующего знака, и она интегрируется. В

40 результате, напряжение на выходе интегратора 5 изменяется в сторону восстановления прежнего состояния, при котором скважность равна двум йля того, чтобы в установившемся состоянии скважность сигнала на выкоде усилителя-формирователя 2 точно соответствовала двум, амплитуда импульсов положительной и отрицательной полярности должна быть одинаковой. Иэ практического примера (фиг. 3) видно, что для этого использован ограничитель 9, выполняющий ограничение по принципу диодной фиксации положительных и отрицательных, уровней. Йиодная фиксация, а также глубокая обратная связь, которая обеспечивается применением для усилителя-формирователя 2 и интегратора 5 операционных усилителей

:,с большими коэффициентами усиления, 5 746583 6 обеспечивают в совокупности высокую интерполятора, отличающийся точность интерполяции в диапазоне амп- тем, что, с целью повышения точности литуд входных сигналов. интерполятора, он содержит интегратор, вход и выход которого подключены соответственно к выходу и неинвертирующему вхоф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я ду усилителя-формирователя фиг. 2

Интерполятор для динамических круговых преобразователей, содержащий удвоитель частоты, вход которого является входом интерполятора, а выход соединен с инвертирующим входом усилителя-фор мирователя, и два дифференцирующих звена, подсоединенных входами и выходами соответственно к выходу усилителя-<формирователя и к двум входам элемента

ИЛИ, выход которого является выходом

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Иванов Б. Н. Измерение линейных размеров методом обкатывания роликом.

N., Машиностроение", 1973, с. 34,, 2. Отчет НИР. Создание и исследование малогабаритного преобразователя угла

15 поворота.РогN 74058551. Инв. % Б

479493. М. ВНТИПентр, рис. 52 (прототип).

746583

O а@в е

Составитель А. Маслов

Редактор М. Недолуженко Текред Л. Теслюк Корректор Г. Решетник

Заказ 4106/19 Тираж 751 Подписное

Е1НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектнан, 4