Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор, выход генератора через делитель частоты подключен к формирователю напряжения питания, выход которого подключен к входам датчика угла, выход датчика угла подключен к информационному входу блока преобразования сдвига фазы в код, тактовый вход которого соединен с генератором , отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы преобразователя, выход формирователя напряжения питания %;... о - / подключен к опорному входу блока преобразования сдвига фазы в код. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что датчик угла содержит установленный в корпусе зубчатьй статор с внутренними зубцами и укрепленный на валу безобмоточный ротор с внешними зубцами, обращенными к статору, статор выполнен в виде четного числа р зубчатых секторов, равномерно расположенных по окружности на рас2 стоянии -ротносительно друг друга , в пазы секторов статора уложена об (О мотка, выводы которой являются выхо (Л дом датчика угла, многополюсньй модулятор, установленный с зазором концентрично внутри ротора, ротор выполнен в виде тонкостенного стакана из упругого ферромагнитного, предварительно намагниченного материала , зубцовые шаги i oi ротора и статора выполнены равными, каждый зубчатый сектор статора смещен по углу относительно соседнего зубчато го сектора на величину - , вьгооА Р со СП ды модулятора являются входами дат00 чика угла. ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (! 1) (S))4 Н 03 И 1/46

/ .К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 р -.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3712432/24-24 (22) 19.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. N - 34 (72) В.Ф.Ионак В.M.Äûíêèí, В.Н.Селиванов, В.Н.Моторин и Г.П.Пархоменко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 503268, кл. G 08 С 9/00, 1973.

Байда Л.И. и др. Электронные узлы прецизионного преобразователя

"угол-код". — В кн. Элементы цифровых систем управления. Л.: Наука, 1971, с. 216, рис. 1. (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор, выход генератора через делитель частоты подключен к формирователю напряжения питания, выход которого подключен к входам датчика угла, выход датчика угла подключен к информационному входу блока преобразования сдвига фазы в код, тактовый вход которого соединен с генератором, отличающийся тем, что, с целью повьппения ресурса работы преобразователя, выход формирователя напряжения питания подключен к опорному входу блока преобразования сдвига фазы в код.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что датчик угла содержит установленный в корпусе зубчатый статор с внутренними зубцами и укрепленный на валу безобмоточный ротор с внешними зубцами, обращенными к статору, статор выполнен в виде четного числа р зубчатых секторов, равномерно расположенных по окружности на рас2 стоянии относительнс друг друP га, в пазы секторов статора уложена обмотка, выводы которой являются выходом датчика угла, многополюсный модулятор, установленный с зазором концентрично внутри ротора, ротор выполнен в виде тонкостенного стакана из упругого ферромагнитного, предварительно намагниченного материала, зубцовые шаги о ротора и статора выполнены равными, каждый зубчатый сектор статора смещен по углу относительно соседнего зубчатого сектора на величину —, выво6М

P ды модулятора являются входами датчика угла.

45

55

1 11

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Целью изобретения является повышение ресурса работы преобразователя угла поворота вала в код.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1, выход генератора 1 через делитель 2 частоты подключен к формирователю 3 напряжений питания, выход которого подключен к входам датчика 4 угла, выход датчика 4 угла подключен к информационному входу блока 5 преобразования сдвига фазы в код, тактовый вход которого соединен с генератором 1, выход формирователя 3 напряжения питания подключен к опорному входу блока 5 преобразования сдвига фазы в код.

Датчик 4 угла содержит установленный в корпусе б зубчатый статор 7 с внутренними зубцами и укрепленный на валу безобмоточный ротор 8 с внешними зубцами, обращенными к статору 7, статор 7 выполнен в виде четного числа р зубчатых секторов 9, равномерно расположенных по окружности на расстоянии " относиP тельно друг друга, в пазы секторов статора 7 положена обмотка 10, выводы которой являются выходом датчика 4 угла, многополюсный модулятор 11, установленный с зазором концентрично внутри ротора 8, ротор 8 выполнен в виде тонкостенного стакана из упругого ферромагнитного, предварительно намагниченного материала, зубцовые шаги Ь| ротора и статора выполнены равными, каждый зубчатый сектор 9 статора 7 смещен по углу относительно соседнего зубчатого сектора на величину бм

Р а выводы модулятора 11 являются входами датчика 4 угла.

Преобразователь работает следующим образом.

Переменное напряжение от генератора 1 поступает на делитель 2, коэффициент деления которого определяется числом разрядов точного отсчета угла. После делителя 2 переменное напряжение поступает на формирова79535

2 тель 3, коэффициент деления которого равен числу пар полюсов модулятора 11. На выходе формирователя 3 образуется многофазное напряжение, 5 которым запитывается модулятор 11.

Вращающееся магнитное поле, образуемое многополюсным модулятором 11, приводит к деформации гибкой стенки ротора 8 (бегущей волне)

70 с частотой многофазного напряжения, поступающего на модулятор 11. Изменение зазора между зубьями ротора 8 и секторов 9 статора 7 приводит к изменению магнитного потока, охва15 тывающего каждую сигнальную обмотку 10, вследствие чего в каждой о сигнальной обмотке 10 наводятся переменные напряжения, величина которых пропорциональна расстоянию

7б между зубьями ротора 8 и статора 7 и угловому положению зубьев ротора 8 относительно зубьев секторов 9 статора 7 ° Под действием вращающегося магнитного поля модулятора 11 стенка ротора 8 изгибается по синусоидальному закону (если развернуть модулятор 11, ротор 8 и статор 7 в линию, то при работающем модуляторе .11 стенка ротора 8 в каждый момент времени будет занимать положение синусоиды, удаленной от линии статора 7 на величину зазора между зубьями статора 7 и недеформированного ротора 8). Расстояние между зубьями ротора 8 и зубьями каждого сектора с-.атора 7 в момент времени t можно определить по формуле: где 8„ — зазор между зубьями статора и недеформированного ротора;

Я вЂ” частота питания модулятора 11;

m — коэффициент модуляции, к — порядковый номер сектора 9 статора 7 (к = 1,2,3,...р).

Величина переменных напряжений в каждой сигнальной обмотке (без учета остаточных напряжений) в момент времени t будет

U =U (ferns ï(Û (и-<) ))sin((s ) — 1 к о

7 з 1179 где Uo — амплитуда переменного напряжения в сигнальной обмот-, ке при расстоянии между зубьями ротора и зубьями соответствующего сектора статора равном 3

При вращательном движении ротора 8 величины мгновенных напряжений в сигнальных обмотках будут

Таким образом, поворот ротора сдвигает фазу суммарного напряжения сигнальных обмоток по отношению к опорному (напряжению питания модулятора 11). Поворот ротора 8 на один зуб сдвигает фазу суммарного сигнального напряжения на 360 ((а =27 ).

Блок 5, управляемый опорным и сигнальным напряжениями и заполняемый

1 от генератора 1, фиксирует угол пово. рота ротора 8 в цифровой форме.

Достоинством такого преобразователя является простота, долговечность, высокая разрешающая способность, высокая точность.

1О

U„=U,(ать п(м (к.ъ) — д 5 в.(сд,t ° (ê-а) — ) Я11 . Г Я 1

) . где Ю вЂ” частота движения зубьев о при вращении ротора.

2н 15 фазовый угол (к-1) множителя sin Р t+(k-1) ) вызван смещео P нием зубьев каждого сектора статора

dt s относительно друг друга на — — часть

P 20 шага. В результате сложения напряжений сигнальных обмоток при симметричной системе, т.е. при четном чис535 4 ле секторов статора, размещенных равномерно по окружности, суммарное

I напряжение будет

1179535

A-А

Составитель А.Смирнов

Техред А.БабииецКорректор Л.Пилипенко

Редактор M.Íåäoëóæåíêo

Заказ 5695/60 Тираж 872 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4!

l