Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ((» 619941

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву

Я (51) М. Кл (22) Заявлено 27 OS 7 (21) 2408696/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.78)бюллетень № 30

С 08 С 9/00

Гфеударстеенны9 неинтет

Вайатв Инннетрюв СССР в делам нзобретеннй н еткрытнй (53) УДК681. 325 (088,8) (45) Дата опубликования описания 04.07.78 (72) Авторы изобретения

И. П. Глаголев, Ю. П. Дорохин, В, Ф. Мамич и А. К, Смирнов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, к преобразователям аналоговой величины в код, и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код. Одни известные преобразователи содержат укрепленную на валу периодическую кодовую шкалу и укреплен- 10 ные на корпусе чувствительные элементы, попкпипенные к усипиеепип (1J. Они слои ны и имеют большие габариты, необходимые для обеспечения высокой точности.

Другие известные преобразователи содер. I S жат. источник постоянного. тока, подключенный к фазовому датчику угла с механическим модулятором. Выход датчика уг- ла подключен к фазометру 2, 3). Эти .известные преобразователи имеют низкое 20 быстродействие и большие динамические погрешности. Наиболее близким к изотфетению техническим решением является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напря- 25 жения, подключенный к синусно- косинусному датчику, выходы которого через коммутатор подключены к блоку преобра эования амплитудно-модулированных сиг палов в код. Синусно-косинусный датчик работает в режиме пульсирующего поля.

Модулированные по амплитуде выходные сигналы синусно-косинусного датчика преобразуются в код путем промежуточного преобразования в постоянное напряжение (4). Этот преобразователь характеризуется погрешностью квантования по углу и времени. Погрешность квантования по углу соответствует единице младшего разряда выходного кода. Погрешность квантования по времени выявляется при вращении входного вала и соот ветствует произведению угловой скорости вала на минимальное время между двумя соседними опросами.

Белью изобретения является повышение точности преобразователя. В предложенном преобразователе это достигается тем, что в него введены источник постоянного напряжения, дополнительный комму619941 татор и блок формирования кода угла накапливающего типа, выходы источников постоянного и переменного напряжения подключены через дополнительный комму татор к входу синусно косинусного датчика, другой выход коммутатора подключен к входу блока формирования кода угла

:накапливающего типа, а управляющие входы коммутаторов соединены со входом преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

В преобразователе источник 1 переменного напряжения и источник 2 постоянного напряжении подключены через допол-нительный коммутатор 3 к синусно-косинус- ному датчику 4, выходы которого через коммутатор 5 подключены к блоку 6 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код и к блоку 7 формирования кода угла накапливающего типа, управляю-20 щие входы коммутаторов 3 и 5 соединены с выходом формирователя 8 команды.

При измерении угла в статическом состоянии или при переменной скорости вращения вала, когда не предъявляются жест-25 кие, требования к динамической погрешности преобразователя, подается соответсч» вуюшая команда с формирователя 8 на коммутаторы 3 и ". Синусоидальный сигнал с выхода источника 1 переменного на- 3Q пряжения поступает на вход синусно-косийусного датчика 4, например на обмотку возбуждения, индукционного редуктосина.

На выходе синусно-косинусного датчика

4 вырабатываются переменные синусоидальные сигналы, модулированные по амплитуде в функции угла поворота по закону синуса и косинуса. Выходные сигналы синусно-косинусного датчика 4 через коммутатор 5 поступают в блок 6, где пре- 4а ,образуются в код путем промежуточного преобразования в фазу и временной интер вал или путем промежуточного преобразования в постоянное напряжение.

4S

При измерении угла при вращении вала со скоростью, близкой к постоянной величине, например при определении времени поворота вала на угол, кратный полюсно-. му делению синусно-косинусного датчика

4, или при измерении средней скорости вращения вала, коммутаторы 3 и 5 устанавливаются командой с формирователя

8 в такое положение, при,котором на обмотку возбуждения синусно-косинусного датчика 4 поступает постоянное напряжение, а выходные обмотки синусно-коси нусного датчика 4,подключены к блоку

7 формирования кода угла накапливаюшего типа. При вращении с постоянной скоростью вала синусно-косинусного датчика

4 на его выходах формируются переменные сигналы, близкие к синусоидальным, с постоянной амплитудой и сдвинутые по фазе на Я /2 .

Круговая частота выходных сигналов синусно-косинусного датчика 4 равна произведению угловой скорости вала на число пар полюсов синусно-косинусного датчика 4.

Выходные сигналы синусно-косинусного датчика 4 поступают через коммутатор

5 на блок 7, в состав которого входят компараторы, вырабатывающие импульсы в моменты переходов синусоидапьных сиг- налов через нулевое значение, логический блок формирования импульсов приращения угла в соответствии с направлением вращения и реверсивный счетчик. В реверсивном счетчике формируется код угла поворота вала с момента начала работы в данном режиме. При этом каждая единица приращения кода на реверсивном счетчике соответствует одному кванту изменения угла. В таком режиме кванто+ вания по времени нет и угловой погрешности, соответствующей квантованию по времени, что в целом повышает точность преобразователя угла в код.

Использование предложенного устройства позволяет получить высокую точность измерения угла в широком диапазоне изменения угловой скорости. Для этого не требуется установка на вал дополнительного датчика, что упрощает оборудование и снижает экономические затраты.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напряжения, синуснь-косинусный датчик, выходы которого через коммутатор подключены к блоку преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийся тем,что,с целью повышения точности преобразователя, в него введены источник постоянного напряжения, дополнительный коммутатор и блок формирования кода угла накапливающего типа, выходы источников постоянного и переменного напряжения подключены через дополнительный коммутатор к входу синусно-косинусного да чика, другой выход коммутатора подключен к входу блока формирования кода угла накапливающего типа, а управляющие входы коммутаторов соединены со входом преобразователя.