Преобразователь код-угол

Преобразователь код-угол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕтЕЛЬСтВЮ пп 470845

Савз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.03.74 (21) 2009035/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.05.75. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.08.75 (51) М. Кл. G 08с 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621-503.53 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Новоселов, A. А. Кобзев, P. М. Трахтенберг, Б. А. Староверов и В. П. Галас (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ «КОД в УГОЛ»

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно, к у стройствам, преобразующим цифровой код в угловое перемещение.

Извсстны преобразователи «код — угол», содержащие генератор высокой частоты, выход которого соединен с клапаном, счетчики импульсов, блок фазового сравнения частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика, а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двигателя.

К недостаткам известных устройств относится относительно низкая точность преобразования кода в угол поворота вала исполнительного механизма, вызванная неточностью самих индукционных фазовращателей, а также необходимость фазирования генератора синусоидальных колебаний прямоугольными импульсами с выхода счетчика, также связанная с неизбежными погрешностями, что приводит к ошибке преобразования код — угол, Кроме того, известным преобразователям свойственны низкие динамические показатели преобразования, так как ввод нового кода может быть осуществлен лишь после предварительного запрета прохождения импульсов на второй счетчик клапаном и сброса на нуль этого счетчика. В этом случае отработка кода преобразователем начинается не с момента введения кода, а спустя некоторый промежуток времени, когда первый счетчик по окончании цикла работы выходным импульсом вновь открывает клапан.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя код — угол.

Эта цель достигается введением в преобразователь сервопривода, блока изменения числа импульсов и дифференциального частотного датчика, выполненного в виде безобмо10 точного ротора, подвижного и неподвижного статоров с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входом сервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика, 15 и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен со входом первого счетчика импульсов и с одним входом блока изменения числа импульсов, выход которого соединен со входом второго счетчика; выход20 ная обмотка неподвижного статора дифференциального частотного датчика соединена с одним входом блока управления клапанами, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, один выход бло25 ка управления клапанами соединен с первым клапаном, а второй выход — со вторым клапаном; выходная обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчика через второй клапан соединена с другим вхо30 дом блока фазового сравнения частот, а вал

470845

65 подвижного статора соединен с валом двигателя.

На черте>ке приведена блок-схема преобразователя «код — угол».

Преобразователь содержит два счетчика импульсов 1 и 2 одинаковой емкости, блок 3 управления клапанами 4 и 5, блок 6 изменения числа импульсов, генератор 7 высокой частоты, дифференциальный частотный датчик 8, являющийся датчиком углового перемещения и включающий ротор 9, подвижный и неподвижный статоры 10 и 11 с обмотками соответственно, блок 12 фазового сравнения частот, соединенный через усилитель 13 с исполнительным двигателем 14, и сервопривод 15.

Блок 3 управления клапанами выполнен из последовательно соединенных устройства определения сближения импульсов на временной интервал т, и логического устройства.

Блок 12 фазового сравнения частот выполнен из последовательно соединенных устройства определения сближения импульсов на временной интервал т„аналогичного устройству блока 3, и многотактного логического устройства.

Преобразователь «код — угол» работает следующим образом.

Если в начальный момент сдвиг между зубцами подвижного и неподви>кного статоров дифференциального частотного датчика

8 отсутствует, сигналы с выходов подвижного

10 и неподвижного 11 статоров датчика синфазны, и если клапаны 4 и 5 закрыты, то сигнал с выхода неподвижного статора 11 датчика 8 изменяет состояние блока 3 управления клапанами, который открывает клапаны

4 и 5, пропуская тем самым импульсы с генератора 7 высокой частоты на счетчик импульсов 1 и блок 6 изменения числа импульсов. С приходом на вход счетчика 1 количества импульсов, равного величине емкости этого счетчика, на выходе счетчика 1 появится импульс, который изменяет выходной сигнал блока управления клапанами 3.

Клапан 4 закрывается, прекращая тем самым прохождение импульсов с генератора 7 на вход счетчика 1 и блок 6 изменения числа импульсов. Открывается клапан 4 лишь с приходом на другой вход блока 3 управления клапанами сигнала с выхода неподвижного статора 11 датчика 8.

Таким образом, осуществляется синхронизация начала каждого цикла работы счетчика с моментом прихода импульсов с выхода неподвижного статора 11 датчика 8, необходимая для последующего фазового сравнения импульсов, поступающих с выхода счетчика

2, с сигналом с выхода подвижного статора

10 датчика 8.

Если заданный код равен нулю, то первоначальное состояние счетчика 2 таково, что импульсы с его выхода появляются с первым импульсом на его входе после открытия клапана 4. Поэтому в каждом цикле работы счет5

4О

60 чиков, импульс с выхода счетчика 2 будет сннфазен в пределах зоны квантования с сигналом с неподвижного статора 11 датчика 8.

А так как полагаем, что сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 отсутствует, то этот импульс со счетчика 2 будет синфазен и с сигналом с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом выходной сигнал с блока 12 фазового сравнения частот равен нулю, очевидно, что такое положение управляемого органа соответствует нулевому входному коду.

В том случае, когда сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 не равен нулю при нулевом входном коде, на выходе блока 12 фазового сравнения частот появляется сигнал рассогласования, воздействующий через усилитель 13 на исполнительный двигатель 14, Двигатель 14, в свою очередь, поворачивает подвижный статор 10 датчика 8 до тех пор, пока фазовое рассогласование сравниваемых частот не будет равно нулю, то есть, пока не исчезнет сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8.

При вводе в блок 6 некоторого кода в зависимости от величины и знака этого кода, блок 6 высекает или добавляет соответствующее число импульсов, сдвигая тем самым фазу импульса с выхода счетчика 2 по отношению к фазе сигнала с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом блок 12 так же, как и в предыдущем случае, выдает сигнал рассогласования, Производится отработка рассогласования, в результате чего статор

10 занимает новое угловое положение, соответствующее введенному коду, Такое устройство сдвига фазы импульсов с выхода счетчика 2 позволяет непрерывно отслеживать код и нуждается в периодическом сбросе счетчиков в исходное состояние, что значительно повышает динамические качества устройства.

Для вращения ротора 9 может быть использован синхронный двигатель или двигатель постоянного тока, управляемый астатическим дискретным регулятором скорости.

Очевидно, что скорость вращения ротора 9 должна быть такой, чтобы частоты сигналов с выходов статора датчика и счетчика 1 (или

2) были равны между собой. В данном устройстве это достигается тем, что сервопривод

15 синхронизируется частотой, которая поступает на счетчики 1 и 2. Однако вследствие различных помех возможно в отдельные моменты изменение мгновенной скорости сервопривода. В предлагаемом устройстве исключение влияния неравномерности вращения на точность преобразования «код — угол» обе спечивается блоком 3 управления клапанами, соединенным с клапанами 4 и 5.

Предмет изобретения

Преобразователь «код — угол», содержащий генератор высокой частоты, выход которого

В 11,91П

Составитель В. Рыгалин

Текред О. Гуменюк

Редактор Б. Нанкина

Корректор Л. Орлова

Заказ 1984/16 Изд. № 1452 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 соединен с клапаном, счетчики импульсов, блок фазового сравнения частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика, а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двигателя, отл ич а ющийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены сервопривод, блок изменения числа импульсов и дифференциальный частотный датчик, выполненный в виде безобмоточного ротора, подвижного и неподвижного статоров с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входом сервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика, и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен со входом первого счетчика импульсов и с одним входом блока изменения числа импульсов, выход которого соединен со входом второго счетчика, выходная обмотка неподвижного статора дифференциального частотного датчика соединена с одним входом блока управления клапанами, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, один выход блока управления клапана1р ми соединен с первым клапаном, а второй выход — со вторым клапаном, выходная обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчика через второй клапан соединена с другим входом блока фазового

15 сравнения частот, а вал подвижного статора соединен с валом двигателя.