Синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код

Синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

лр .

М Н ю1 .

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Респуьлик (690491

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 01.07.77 {21) 2501734/18-24 с присоединением заявки №-(23) Приоритет— (5I) М. Кл . б 06 F 15/34

Государственный комитет ссср оо делам изооротоний н открытий (53) УДК 681.34 (088.8) Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 15.10.79 (72) Авторы изобретения

Л. Я. Фабрикант и B. Я. Зенин

Институт технической кибернетики

Академии наук Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СИНУСНО-КОСИНУСНЫй ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрической величины в дискретный сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известен синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код, содержа щи и синусно-косинусные потенциометры, блок вычитания сигналов, усилитель и исполнительный двигатель, включенный в цепь обратной связи (1).

Недостаток такого устройства состоит во влиянии на его точность дрейфа нуля сигналов с чувствительных элементов преобразователя.

Наиболее близким по своей технической сущности к данному изобретению является синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий ротор, статор и синхронизатор, один выход которого соединен с генератором возбуждения, а другой — с блоком управления 12).

Недостаток этого известного устройства состоит в недостаточной точности и надежности.

Цель изобретения состоит в повышении точности и надежности синусно-косинусного преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается за счет того, что в синусно-косинусном преобразователе угла поворота вала в код статор выполнен в виде квадратной пластины из магнитострикционного материала, на сторонах которой расположены линейные электроакустические преобразователи, подключенные к блоку управления, а ротор выполнен в виде консоли, один конец которой связан с валом, а на другом расположен возбудитель ультразвуковых колебаний и соединен с генератором возбуждения.

На фиг. 1 приведена блок-схема синуснокосинусного преобразователя угла поворота вала в цифровой код; на фиг. 2 показан принцип вычисления значений синуса и косинуса угла поворота вала в преобразователе.

2о Синусно-косинусный . преобразователь угла поворота вала в код содержит квадратную пластину I, выполненную из магнитострикционного материала, в центре которой

3 в подшипнике 2 рясположе11 .ял 3 с укрепленной на нем консолью 4, ня которой расположен возбудитель 5 ультразвуковых колебаний, переме1цающийся при вращении вала 3 по окружности 6. На сторонах пластины расположены линейные электзоякустические преобразователи 7 - 10, образующие стороны квадрата. В случае выпслнения пластины l из магнитострикционного материала электроакустические преобразователи выполняются н виде плоских, вытянутых по краям пластины 1 катушек, подклю- !н ченных к блоку !1 управления. Ьлок управления содержит задающий генера ор 12, преобразователи время-код 13 — 1, блоки

17 и 18 вычитания, блоки !9 и ".: деления на два. Кроме того, устройст, О 1е ржит блок 21 синхронизации и Ie«I;: О, 22 нозбу ж>1е «1и я .

Вход возбудителя 5 ультрязвукоьых колебаний соединен с выходом генератора 22 возбуждения, вход которого соединс11 с выходом блока 21 синхронизации, также как и входы преобразователей 13 --- 16 время-код, соотнетству1О!цие БхОды ко foI>I)lx cocди11епы соответственно с электроякустическими преобразователями 7 — 10, я также с выходом задающего генератора 12. Выходы преобразователей 13 и 14 время-код соединены с входами блока !7 вычитания, выход которого соединен с блоком 20 деления 1«я два.

Выходы преобразователей 15 и 6 время-код соединены с входами блока 18 вычитания, 3 выхоч которого соединен с блоком 19 деления на дна.

Устройство работает следующим образом.

При повороте вала 3 ня угол ср возбудитель 5 ультразвуковых колебаний перемещается по окружности 6 радиусом К . При

3 этом минимальное расстойние от возбудителя 5 до электроакустического преобразователя 7 равно Л4, где Л4 = а + и +Я совр.

Минимальное расстояние от возбудителя 5 до электроакустического преобразователя 9 равно 1, где! = R + а — R cos p Определив л время прохождения звуком расстояния от излучателя 5 до преобразователей 7 и 9 соответственно, преобразуют это время в код и, вычтя !. из М,. получают М вЂ” 1- == (а +

+ Я + R cos!l!) — (а + Р— Я созч>) =- >йсон1р.

Разделив полученное число ня 2 и считая

Й= 1, получают код, равный cosy.

Аналогичным образом определяется код, равный з1щ.

Определение кода з1п11> u cOsIl> осуществляется следующим образом.

Синхронизатор 21 запускает генератор 22 возбуждения, который посредством бесконтякт1«ого возбудителя 5 ультразвуковых колебаний возбу>кдяет в пластине ультрязйуков1ц коле()dHHII. Одновременно с э1 им блок 21 синхронизации включает преобразователи 13 и 14 время-код для определения cos! и !5 и !б для определения siIIy.

На входы этих преобразователей поступает колиЪронанная частота от задающего генератора 12. При поступлении на 11реобp33o83TPJI H 13 — 6 BpcMH-Ko 11 с игнатов электроакустических преобразователей 7—

10 преобразование прекращается и ня входах преобразователей время-код 13 — 6 появляются коды времени прохо>кдения ульт1 развуконым сигналом расстояния от возбудителя 5 до преобразователей 7 — 10. Эти коды пропорциональны расстоянию от возбудителя 5 до преобразователей 7 — !О. В соответствии с приведенными выше формулами блок 17 вычитания и блок 20 деления на дна вычисляют сон, я блок 18 вычитания и блок !9 деления чя двя нычисля1от si!!y.

Таким образом, определение синуса и косинуса угла поворота вала сводится к из,мерению временных интервалов, а поскольку измерение временных интервалов в настоящее время осуществляется с высокой точностью, то повысится точность определения синуса и KocHIIyca угля поворота вала.

Файла изоб1>етгния

Синусно-косинусный преобразователь угла поворота нала н код, содержащий ротор, статор и синхро.".язятор, один выход которого соединен с генератором возбуждения, а другой -- с блоком управдения, отличающийся тем, что, с цель,о повышения точности и надежности устройства, статор выполнен н виде квадратной пластины из магнитострикционного материала, на сторонах которой расположены линейные электроакустические преобразователи, подключенные к блоку управления, я ротор выполнен в виде консоли, один конец которой связан с валом, а на другом расположен возбудитель ультразвуковых колебаний и соединен с генератором возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Преснухин Л. H. Фотоэлектрические преобразователи информации. М., 1974, с. 201 — 203.

2. Воронцов Л. H. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин. 1965, с. 140, 173 (прототип).

69049i

csin Р

РИЗ, 2

Составитель И. Назаркнна

Редактор Б. Герцен Текред О. Луговая 3(орректор А. Гриценко

Заказ 5967/46 Тираж 786 Подннс нте

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП ° Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4