Устройство для преобразования углового перемещения в электрический сигнал

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскими

Coöèàëèñòè÷åcêèê

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено, 12. 04. 19 (21) 2751949/18-24 f$$ } Щ. Кд.э с присоединением заявки ¹

G 08 С 9/00

Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет .

Опубликовано 301182. Бюллетень № 44

)$3} УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 11. 82 (72) Авторы изобретения

И.Е.Гутнер и Я.A.Håêðàñîâ (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВОГЯ

ПЕРЕИЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для преобразования угловых перемещений в электрический сигнал .

Известно устройство для преобразования угла поворота вала в код, со- держащее редуктосин:, работающий в режиме фаэовращателя, к входным и выходным обмоткам подключены формирователи выходного и опорного сигнала, выходы которых подключены к .триггерному регистру, осуществляющему накапливание импульсов в двоичном коде, пропорциональном сдвигу фаз(11.

Недостаток известного устройства состоит в том, что диапазон для работы равен углу, соответствующему шагу датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования угла поворота вала в электрический сигнал, содержащее датчик угла, подключенный к источнику возбуждения, формирователь опорного сигнала, подключенный через .выпрямитель к одному входу демодулятора, и другому входу которого через фаэорасщепитеуть подключены выходы датчика угла (23.

Недостаток этого устройства — невозможность изменения электрической редукции и, следовательно, сравнительно низкая точность преобразования угла поворота вала в электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение точности устройства за счет расширения дианаэона передаточных отношений электрической редукции.

Поставленная цель достигается тем, что в,устройство для преобразования углового перемещения в элект-. рический сигнал, содержащее датчик угла, к одним обмоткам которого подключен источник возбуждения, а к другим — последовательно соединенные основной формирователь опорного сигнала и основной демодулятор, введены генератор пилообразного напряжения и нелинейный элемент, выход которого подключен к управляющему входу основного демодулятора, выход генератора пилообразного напряжения подключен ко входу нелинейного элемента.

Кроме тово, в.него введены допол

ЗО нительный формирователь. опорного

978173 сигнала и дополнительный демодулятор, один вход которого подключен к выходу основного демодулятора, другой вход — к выходу дополнительного .формирователя опорного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная $ схема устройства для преобразования

:ужоВФго перемещения в электрический сигнал; на фиг. 2 - эпюры напряжений, иллюстрирующие работу устройства. 10

Устройство для преобразования углового перемещения в электрический сигнал содержит датчик 1 угла, . источник 2 возбуждения, основной . формирователь 3 опорного сигнала, основной демодулятор 4, нелинейный элемент 5, генератор 6 пилообразного напряжения, дополнительный демодулятор 7 и дополнительный формирователь 8 опорного сигнала.

Устройство работает следукщим образом.

1 ,датчик 1 угла преобразует угол поворота входного вала в фазу Ч напряжения переменного тока частоты т.е. частоты сигнала источника

2 возбуждения. Сигнал, требуемый для работы демодулятора 4 форьы, формируется формирователем 3. Фаза этого сигнала соответствует фазе Ч . Сигнал от генератора 6 через нелинейный элемент 5 поступает на вход демодулятора 4 и преобразуется им в сигнал переменного тока, изменение фазы которого ьЧ связано с изменением фазы Ч (обозначим их аЧ) соотношением д Ф = Т "f "aV= РаЧ

1 где Т - период колебаний генератора

6, или сигнал постоянного тока, ве- 40 .личина которого функционально связана с лМ.

Таким образом, введенные в устройство элементы обеспечивают умножение информационного параметра сигна- 45 ла датчика 1 угла в 0 раэ. В устройстве для преобразования углового перемещения в электрический сигнал изменение функциональной зависимости выходного сигнала от угла поворота достигается за счет изменения характеристики нелинейного элемента 5, а не за счет изменения конструкции датчика 1.

В случае, когда 1 не целое число, напряжение U4 (фиг.2) на выходе демодулятора 4 является периодической функцией, Фаза которой соответствует величине QV . Формирователь 8 опорного сигнала формирует сигнал, период. которого равен периоду U . Сигнал переменного тока U4, такйм образом, преобразуется демодулятором 7 в сигнал постоянного тока, величина которого зависит от 0

Временные эпюры для напряжений на выходах формирователя 3 (U ), демодулятора 4 (04), нелинейного элщюеита 5 (Ug), формирователя 8 ° (U6), демодулятора 7 (U ) приведены (фиг.2) для случая, когда Р = 1/3.

Демодуляторы 4 и 7 осуществляют выборку своего входного сигнала с разной частотой. Изменение угла поворота ю приводит к сдвигу фазы Ч

Г Т 1(С - временной сдвиг) последовательности импульсов на выходе формирователя 3 и соответственно к изменениям значений периодической функции в моменты выборки сигнала

Ц4, который преобразуется в сигнал постоянного тока U .

Таким образом, устройство обеспечивает работу в качестве преобразователя с редукцией, выходной сигнал которого - сигнал постоянного или переменного тока. Редукция достигается без использования механических редукторов нли датчиков с электрической редукцией. Устройство имеет малые габариты, высокую надежность, простоту изменения передаточного отношения и функциональной зависимости от угла поворота.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования углового перемещения в электрический сигнал, содержащее датчик угла, к одним обмоткам которого подключен источник возбуждения, а к другим— последовательно соединенные основной формирователь опорного сигнала и основной демодулятор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены генератор пилообразного напряжения и нелинейный элемент, выход ко.торого подключен к управляющему входу основного демодулятора, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входу нелинейного элемента.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с"я.тем, что в него введены дополнительными формирователь опорного сигнала и дополнительный демодулятор, один вход которого подключен к выходу основного демодулятора, другой вход - к выходу дополнительного формирователя опорного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ахметжанов A.A и Лукиных Н.В.

Индукционный редуктосин. М., "Энергия", 1971, с. 48.

2. Авторское свидетельство СССР

9469985, кл. С 08 С 9/04, 1972.(прототип) .

978173

Составитель В.Рыгалин

Редактор И.Ковальчук Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Закаэ 9223/66 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4