Преобразователь угловых перемещений вала в код

 

1" .

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕткНИЯ ""785882

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.78 (21) 2677124у18 24 (51}М. Кл. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 07.1280. Бюллетень Йо 45

Дата опубликования описания 0712ЯО (72) Авторы изобретения

A.Â.Hoâèêoâ, t0.Ô.Cóëüæåíêî и О.A.Õàéíàöêèé (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, преобразующих угловые перемещения вала н код.

Известен преобразователь угла пово- 5 рота вала в код, позволяющий компенсировать синфаэные и квадратурные помехи несущей частоты (возникающие в линии связи "индуктосин-CKB-приемник") при условии, что амплитуда и фаза по- 10 мехи не меняются во времени, так как на практике амплитуды, фазы, а также и частоты помех (наводок), возникающих в линии связи преобразователя угол-код, являются случайными величи- 15 нами и могут изменяться во времени, то не исключено влияние отдельных периодических погрешностей с фиксированной частотой f1j.

Влияние помех на точность работы преобразователя может быть уменьшено за счет использования в измерительной цепи преобразователя (на выходе CKBTприемника) избирательного усилителя 25 с полосой пропускания аа„„, настроенного на частоту м)в опорного напряжения, поступающего на эапитку индуктосина. Однако это позволяет исключить только те периодические помехи, 3{) частоты которых выходят за полосу пропускания избирательного усилителя.

Помехи, частоты которых находятся в пределах проходят бээ изменения амплитуды через избирательный усилитель, и, следовательно, оказывают влияние на точность преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь угловых перемещений вала в код, содержащий многополюсный поворотный трансформатор (CKBT-датчик), соединенный с синусно-косинусным поворотным трансформатором (CKBT-приемником), генератор опорного напряжения, избирательный усилитель, фаэочувствительный выпрямитель и блок формирова" ния полезного сигнала, выполненный, например, в виде исполнительного двигателя и кодового датчика угла, кинематически подключенных к валу CKBTприемника (2).

Однако известному преобразователю свойственно снижение точности иэ-эа наличия различных периодических hoмех, наводок, шумов, наведенных в

785882 линии связи "индуктосин-СКВТ-приемник". Это связано с тем, что выходной сигнал индуктосина в известных конструкциях имеет очень малую величину, поэтому даже появление в линии связи

"ингуктосин-СКВТ-приемник" цепи преобразователя угол-код незначительных помех, приводит к большим погрешностям преобразования.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя. 1О

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены фазоинверторы и генератор переменного напряжения низкой частоты, выход которого соединен с первыми входами фаэоинверторов. Выход генератора опорного напряжения соединен с, вторым входом первого фазоинвертора, выходы которого подсоединены к входной обмотке СКВТ-датчика. Выходная обмотка СКВТ-приемника соединена с вто- 2© рым и третьим входами второго фазоинвертора, выход которого через последовательно соединенные избирательный усилитель и фаэочувствительный выпрямитель соединен с входом блока 35 формирования полезного сигнала.

На фиг.1 показана структурная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства. ЗО

Преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжения, СКВТ-датчик ?, СКВТ-приемник 3, избирательный усилитель 4, фаэочувствительный выпрямитель 5, блок 6 формирования полезного сигнала, состоящий из двигателя 7 и кодового датчика 8 угла, фазоинверторы 9 и 10 и генератор 11 низкой частоты.

В качестве CKBT-датчика 2 использован индуктосин, обмотка ротора ко- 4О торого через фазоинвертор 9 подключена к выходу генератора 1. Статорные обмотки индуктосина связаны со статорными обмотками СКВТ-приемника

3, роторная обмотка которого подключена через фазоинвертор 10, избирательный усилитель 4 и фазочувствительный выпрямитель 5 к обмотке управления двигателя 7. На выходе генератора формируется синусоидальный сиг- 5g нал высокой частоты и00, а на выхо де генератора 11 — прямоугольный сигнал низкой частоты u9q 4 о.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал U>> (6) (см. фиг. 2, а) генератора 1 поступает на первый вход фазоинвертора 9, на второй вход которого поступает с выхода генератора 11 прямоугольный сигнал U<,4 (Ф), имеющий два уровня — нулевой и единичный 60 (см.фиг.2,8). При нулевом уровне сигнала на втором входе фазоинвертора

9 фаза синусоидального напряжения на выходе фаэоинвертора 9 изменяется на 180, а при единичном уровне фазс 65 синусоидального напряжения на выходе фазоинвертора 9 не меняется. B результате при поступлении на второй вход фазоинвертора 9 периодического прямоугольного сигнала с частотой Р ц к.ч на выходе фазоинвертора 9 образуется синусоидальное напряжение (U„ (Ф) фаза которого скачкообразно изменяется на 180 с частотой м „ „ (см.фиг.21)

Этот периодический сигнал, спектр которого может быть представлен суммой гармонических сигналов вида

1. <оп пол Я (о-® . —

+%Cob -, )I 1, поступает на запитку роторной обмотки индуктосина. Наведенные во вторичных обмотках индуктосина ЭДС, фазы которых также изменяются в соответствии с опорным сигналом, поступающим на запитку индуктосина, по трехпроводной линии связи передаются в статорные обмотки СКВТ-приемника 3, на выходе которого также образуется синусоидальный сигнал рассогласования, фаза которого также периодически изменяется на 180 .

Во втором фазоинверторе 10 по выходному сигналу генератора 11 производится вторичное скачкообразное изменение фазы выходного сигнала CKBTприемника 3 на 180, причем, как следует из схемы, скачкообразное.изменение фазы в сигнале на выходе фаэоинвертора 10 и скачкообразное изменение фазы. сигнала на выходе фаэоинвертора 9 происходят одновременно. В результате двойного синхронного изменения фазы синусоидального напряжения в фазоинверторах 9 и 10 сигнал рассогласования Upyq (k, Ь ) на выходе фаэоинвертора 10 представлен синусоидальным напряжением (см.фиг.2,Д),фаза которого остается неизменной.

Этот сигнал поступает через избирательный усилитель 4, фазочувствительный выпрямитель 5 на обмотку управления двигателя 7. При появлении сигнала рассогласования двигатель 7> вращаясь, разворачивает вал СКВТ-приемника в сторону уменьшения сигнала рассогласования. При нулевом сигнале рассогласования двигатель 7 выключается, при этом выходной код кодового датчика 8 угла равен измеряемому углу 4o .

При появлении в линии связи Ci- б или Э«ф (см. фиг. 1) помехи О „о,„(> (см.фиг.2,t.) с частотой, равной частоте опорного сигнала генератора 1, на выходе СКВТ-приемника появится дополнительный сигнал — помеха.

B фазоинверторе 10 дополнительный сигнал - помеха Оп,„(Ь,+):.качкообразно изменяется по фазе на 180 в соответствии с законом изменения выходного сигнала генератора 11. В резудьтате непрерывный синусоидальный сигнал785882

+ -сов(ор З а„„) ...) о н.ч н м (г (юн ч l

Формула изобретения (Риг. l помеха.V„» (Ь,Ф), представленный гармоникой с частотой и) = uU предам. образуется в сложный периодический сигнал, фаза которого скачкообразно изменяется с частотой (в„щ„ в на 180 (см.фиг.2,е). Этот сигнал может быть представлен суммой гармонических сигналов вида

Из этого следует, что если между полосой 0 > пропускания избирательного усилителя 4 и частотой сигнала генератора 11 выполняется соотноше.ние 1 то комбинационные гармоники сигнала фазоинвертора 10 будут значительно отличаться по частоте от основного полезного сигнала U (А,Я с частотой uu, и, следовательно, могут быть отфильтрованы избирательным усилителем 4.

Преобразователь угловых перемещений вала в код, содержащий многополюсный поворотный трансформатор-датчик, соединенный с синусно-косинусным поворотным трансформатором-приемником, генератор опорного напряжения, избирательный усилитель, фазочувствительный выпрямитель и блок формирования полезного сигнала, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повьзаения точности работы преобразователя, в него введены фазоинверторы и генератор переменного напряжения низкой © частоты, выход которого соединен с первыми входами фазоинверторов, выход генератора опорного напряжения соединен с вторым входом первого фазоинвертора, выходы которого подсоеди15 нены к входной обмотке многополюсного поворотного трансформатора-датчика, выходная обмотка синусно-косинусного поворотного трансформатора-приемника соединена с вторым и третьим входами

;щ второго фазоинвертора, выход которого через последовательно соединенные избирательный усилитель и фаэочувствительный выпрямитель соединен с входом блока формирования полезного сиГ 25

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сафонов Л.Н., Волнянский В.Н., Окулов А.И. и Прихоров В.Н. Прецизионный датчик угла с печатными обмотЗО ками. M., "Машиностроение", 1977, с.23, 58-60.

2. Авторское свидетельство СССР

9 446666664466, кл.G 08 С 9/04,,1973 (прототип).

785882

Составитель И.Наэаркина

Редактор Л.утехина Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар т е

Заказ 8847/53 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r.ÓæãoÐîä, ул.Проектная,4