Преобразователь угол-код

Авторы патента:

G08C9 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ1рСТВУ

<">801020

4 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 280379 (2) ) 2742160/18-24 (51)М. Кл 3 с присоединением заявки Ио

G 08 С 9/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открнтнй (23) Приоритет

Опубликовано 3001Р1. Бюллетень ИЯ 4

Дата опубликования описания 300181 (53) УДК 681. 325 (088 ° 8) А.С . Буданов, A..А . Гаврилов, В. .. Иаксимов и Е.Ф. Тупиков

БЯ 4 -1 ";;;"-, (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” КОД

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может использоваться в различных автоматических измерительных комплексах для преоб. разования угловых координат в цифровой кад, а также как автономйый измерительный прибор с цифровым отсчетом.

Известны преобразователи уголвЂ” код, использующие в качестве датчика синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), отсчетные части которых осуществляют преобразование компенсационным способом (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол -.код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, входы которого соединены с формирователем питающих напряжения, выходы синуснокасинусного вращающегося трансформатора соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков суммирования, выходы одного из которых непосредственно, а другого через фаэосдвигающее устройство соединены с первым и вторым входом третьего сумматора, выход которого че рез избирательный усилитель соединен с первыми входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого синхронного детектора через параллельно соединенные блок пороговых устройств и преобразователь напряжение - частота соединен со входами блока управления, выход которого через реверсивный счетчик соединен с первым входом формирователя компенсирующих напряжений, второй вход которого соединен с выходом формирователя питающих напряжений, вход формирователя питающих напряжений и третий вход формирователя компенсирую35 щих напряжений подключены к задающему генератору, первый и второй выходы формирователя компенсирующих напряжений соединены со вторыми входами синхронных детекторов, третий

20 и четвертый выходы соединены соответственно со вторым входам первого блока суммирования и с первым входом управляемого делителя напряжения, выход второго синхронного детектора

25 через интегрирующее звено соединен со вторым входом управляемого делителя напряжения (.").

Недостатком этого преобразователя является большая динамическая погреш30 ность при скоростях заводки угла бо801020

5 !

55 бО

6S лее 8-10 9 /с . Объясняется это наличием узлов с большими постоянными времени в контуре системы компенсации амплитудного раэбаланса, уменьшать которые принципиально нельзя.

Таких узлов три: избирательный усилитель, интегрирующее звено и фазо.сдвигающая цепь.

Цель изобретения вЂ” повышение точности преобразователя путем уменьшения динамической погрешности.

Поставленная цнль достигается тем, что в известный преобразователь угол код,введен инвертор, вход которого объединен со входом второго сумматора и подключен к четвертому ныходу формирователя компенсирующих напряжений, а выход инвертора соединен с третьим входом третьего сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом управляемого делителя напряжения. Амплитудный разбаланс компенсируется на выходе блока суммирования, минуя фазосдвигающую цепь. Чтобы устранить как положительное, так и отрицательные приращения амплитуды на выходе блока суммирования, на вход его подаются в противофазе два близких по амплитуде напряжения, одно из которых изменяется по величине и функции амплитудного разбаланса.

На чертеже изображена блок-схема преобразователя угол вЂ” код.

Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, фазосдвигающее устройство 2, блоки 3-5 суммирования, избирательный усилитель 6, синхронные детекторы 7 и 8, блок 9 пороговых устройств, преобразователь 10 напряжение-частота, блок 11 управления реверсивным счетчиком, реверсивный счетчик 12, задающий генератор 13, формирователь 14 питающих напряжений, формирователь 15 компенсирующих напряжений, интегрирующее звено . 6, „правляющий делитель 17 напряжения, инвертор 18.

Выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1 подключены к входам первого 3 и второго 4 блоков суммирования, а входы СКВТ 1 к двум н.жодам формирователя 14 питающих напряжений. К четырем входам третьего блока 5 суммирования подключены: выход первого блока 3 суммирования, выход второго блока 4 суммирования через фазосдвигающее устройство 2, выход управляемого делителя 17 напряжения, выход инвертора 18. Выход третьего блока .Б суммирования через избирательный усилитель б подключен к входам синхронных детекторов 7 и 8. Вход реверсинного счетчика 12 через блок 11 управления реверсивного счетчика соединен с выходом блока .9 пороговых устройств и выходом преобразователя 10 напряжение-частота, входы которых подключены к выходу первого синхронного детектора 7. Выход реверсивного счетчика 12 подключен к первому входу формирователя 15 компенсирующих напряжений, к другому нходу подключен третий выход формирователя 14 питающих напряжений, вход формирователя 14 объединен с третьим входол формирователя 15 компенсирующих напряжений и подключен к задающему генератору 13. Первый выход формирователя 15 компенсирующих напряжений соединен с входом иннертора 18, с входом управляющего делителя 17 напряжений и со вторым входом второго блока суммиронания. Второй вход управляемого делителя 17 напряжения через интегрирующее звено 16 соединен с выходом второго синхронного детектора 8.

Третий и четвертый выходы формирователя 15 компенсирующих напряжений подключены соответственно к вторым входам синхронных детекторов 7 и 8.

Работает преобразователь уголл код следующим образом.

На СКВТ 1 от формирователя 14 питающего напряжения подаются два сдвинутых на 90 синусоидальных сигнала.

С выходов СКВТ 1 на блоки 3 и 4 суммирования снимаются также два напряжения, сдвинутых друг относительно друга на 90, но их фаза определяетО ся углом поворота ротора CKBT 1. В блоках 3 и 4 суммирования они суммируются с напряжениями с формирователя 15 компенсирующих сигналов.

Напряжения с выходов блоков 3 и 4 суммирования суммируются блоком 5 суммирования, при этом напряжение с блока 4 суммирования фаэируется фазосдвигающим устройством 2 (на +90

О или -90 в зависимости от включения

СКВТ) с напряжением с блока 3 суммирования. Избирательным усилителем 6 сигнал усиливается и очищается от высших гармоник. Синхронными детекторами 7,и 8 выянляются фазовый и амплитудный разбаланс между напряжениями с выхода СКВТ 1 и с выхода компенсирующего формирователя 15.

Напряжение пропорциональное фаэовому разбалансу поступает на блок 9 пороговых устройств и преобразователь 10 напряжение-частота, которые с помощью блока 11 управления реверсивным счетчиком определяют режим работы реверсивного счетчика 1". Код реверсивного счетчика по командам от формирователя 14 питающих напряжений записывается н формирователь

15 компенсирующих напряжений, где трансформируется в фазу формируемых компенсирующих напряжений и фазу опорных напряжений для синхронных детекторов 7 и 8 (работают н зоне максимальной чувствительности). Иэза технологических погрешностей изготовления и сборки, выходные напря801020 жения с СКВТ 1 при повороте ротора изменяются по амплитуде, это ведет к понижению чувствительности фазового синхронного детектора 7 и к понижению разрешающей способности и точности преобразователя угол - код.

Чтобы исключить влияние нестабильности напряжений с СКВТ 1, вводится система автоподстройки амплитуд, качественные показатели которой зависят от контура обратной связи. В устройст- © ве к одному иэ компенсирующих напряжений подключены управляемый делитель 17 напряжения и инвертор 18, выходные напряжения которых равны по амплитуде и противофазны, в результате чего,их сумма на выходе блока 5 равна нулю. При появлении на выходе синхронного детектора 8 сигнала амплитудного разбаланса изменяется коэффициент передачи управляемого делителя 17 и на выходе блока 5 сум- 29 мирования появляется напряжение, компенсирующее этот разбаланс. Компенсируются как положительные, так и отрицательные приращения сигналов с

СКВТ 1. 25

Таким образом, преобразователь позволяет в 2-3 раза увеличить скорость изменения угла и довести ее до 20-25 "1 9/с и одновременно в 3-5 раз уменьшить выбросы при изменении младших разрядов реверсивного счетчика от максимального значения кода до нулевого.

Формула изобретения

Преобразователь угол вЂ” код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, входы которого соединены с формирователем питающих ;р) напряжений, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков суммироования, выходы одного из которых непосредственно, а другого через фазо- . сдвигающее устройство соединены с первым и вторым входом третьего сумматора, выход которого через избирательный усилитель соединен с первыми входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого синхронного детектора через параллельно соединенные блок пороговых устройств и преобразователь напряжениечастота соединен со входами блока управления, выход которого через реверсивный счетчик соединен с первым входом формирователя компенсирующих напряжений, второй вход которого соединен с выходом формирователя питающих напряжений, вход формирователя питающих напряжений и третий вход формирователя компенсирующих напряжений подключены к задающему генератору, первый и второй выходы формирователя компенсирующих напряжений соединены со вторыми входами синхронных детекторов, третий и четвертый выходы соединены соответственно со вторым входом первого блока суммирования и с первым входом управляемого делителя напряжения, выход второго синхронного детектора через интегрирующее звено соединено со вторым входом управляемого делителя напряжения, отличающийся тем, что; с целью повышения точности преобразователя, в него введен инвертор, вход которОго объединен со входом второго сумматора и подключен к четвертому выходу формирователя компенсирующих напряжений; а выход инвертора соединен с третьим входом третьего сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом управляемого делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев A.Å. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 75-85.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2402089, кл. G 08 С 9/00, 1977 °

801020

Составитель Н. Назаркина

Редактор С . Шевченко Техред А.Бабинец

Корректор О. Билак

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ. 10433/66 Тираж 702

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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