Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Г

- -.вал ;, " "тени MF,. y

Oll ИСАКИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (iii 732954

Союз Советских

Социалистически*

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22}Заявлено19.10.77 (2I) 2534888/18 24 с присоединением заявки ¹ (23) П рнорнтет

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования опнсания08.05.80 (51)M. Кл.

O 08 С 9/04

Генуддрстннннмй кнмнтнт

1 (53) УД К 6 81. 325 (088.8) Пю делам нэойретеннй н нткррмтнй .

Л. Н. Преснухин, В. А. Бархоткин К. К. Недопекин

А. Н. Богословский, Г. И. Фролов, К. К. Кондрашов, В. Б, Топильский и Н. П. Горностаева (72) Авторы изобретения

Московский институт электронной техники (73 ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть ис пользовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислитель ным устройством.

Известны преобразователи угла поворо- с та вала в код, которые выполняют периодическое преобразование входных cHT Hà5 лов, У таких преобразователей для больших

10 угловых скоростей и ускорений входного вала возникает динамическая ошибка преобразования.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вале в код, выполняющий слежение за входными сигналами и непрерывное их преобразование, содержащий последовательно соединенные генератор питания, синусно-косинусный вращающийся трансформатор с двумя квад

Ф 20 ратурными статорными обмотками, сумматор,. фазочувствительный выпрямитель, фильтр, генератор, управляемый напряже2 нием, реверсивный счетчик, два прецизионных функциональных делителя напряжения, коммутируюшее устройство.

Такой преобразователь сложен и дорог.

В его конструкцию входят сложные и дорогостояшие элементы — высокоточные, высокостабильные делители напряжения и коммутируюшее устройство. Кроме того, при больших угловых скоростях врашения входного вала (20000 град/сек) для обеспечения высокой точности преобразования необходимо наличие в коммутируюшем устройстве дорогих высокочастотных переключаюших элементов. Таким образом, точность в данном случае определяется конструкцией, и чем выше скорость вюдного вала, тем сложнее и дороже конст рухни я.

Цель изобретения — повышение надежности и упрошеиие и удешевление конструкции известного преобразователя при сохранении высокой точности его работы.

7329 14 4

Поставленная цель достигается тем, Что в схему введены цифровое сравнивающее .устройство и дополнительный фазо чувствительный выпрямите пт„другая статорная обмотка синусно-косинусного трансформатора соединена с одним из входов дополнительного фазонувствитепьного выпрямителя, выход которого подкпючен к другому входу сумматора, выходы цифрового сравнивающего устройства to соединены с другими входами фазочувствитепьных выпрямителей.

На чертеже представлена структурная апектрическая схема преобразователя утпа поворота вала в код, построенного на базе синусно-косинусного трансформатора.

Преобразоватепь содержит поспедовагепьно соединенные генератор питания 1 со счетными, входами (генератор питания состоит из генератора импупьсов, ро счетчика-делителя со счетными входами, формирователя сщтусоидального напряжения), синусно-косинусный трансформатор с одной роторной обмоткой 2 и с двумя статорными обмотками 3, фазочувствитепь- 5 ные выпрямители 4 и 5, суммирующий усипитепь 6, фильтр 7, генератор 8, управпяемый напряжением с выходами "+" и -, реверсивный счетчик 9, цифровое сравнивающее устройство 10 с двумя вы- ЗО ходами.

На ротор 2 синусно-косинусного трансформатора с генератора питания 1 поступает синусоидальное напряжение Мй Nt .

В результате возникновения в воздушном з зазоре между ротором и статором пульсирующего магнитного поля в статорных квадратурных обмотках 3 наводятся ЭДС

f ядьн 51пЭ и Е 51ИИ1

4 2

40 (8 —; Е -E ), Дапее эти напряжения поступают на входы фазочувствитепьных выпрямителей 4 и 5 соответственно. На другие входы выпрямителей поступают прямоугольные пери- 45 одические импульсы, фаза которых пропорционапьна отработанному следящей системой углу, значение которого хранится в реверсивном счетчике. Эти периодические импульсы появляются íà выходах сравнивающего устройства 10 в результате сравнения кода с реверсивното счетчика 9, соответствующего значению угла, отработанному следящей системой, и кода с выхода счетчика — депителя генератора питания 1, соответствующего значению текущей опорной фазы питающего напряжения. С первого выхода сравнива,ющего устройства 10 на вход фазочувст» витепьного выпрямителя 4 поступают периодические импупьсы, основная гармоника которых Sirl(Qf4+), а со второго выхода на вход фазочувствительного выпрямителя 5 — импульсы; основная гармоника которых COs(Dt4ф),, где +yron, отработанный спедяшей системой, код которого хранится в реверсивном счетчике.

Фазочувствитепьные выпрямители 4 и

5 умножают напряжения с квадратурных статорных обмоток 3 и с выходов сравнивающего устройства 10. В результате умножения на выходах выпрямителей появляются напряженйя::

Оч=Е,Sinwf s ne sin(ui1Ô)

0 =Е sinai -с08& СОВ(И+У), Далее ати напряжения вычитаются на суммирующем усилителе 6:

gV=u„-О

На выходе суммирующий усилитель 6 имеет постоянную составляющую напряжения h Ц пропорциональную рассогпасованию между фактическим угловым положением вала и показанием реверсивного счетчика, т.е. тем углом, который отработала следящая система::

gg = - $iA(9-9)

Я

Кроме того, на выходе усилителей 6 имеются высшие гармонические составляющие напряжения g Ц которые фипьт руются с помощью фильтра 7. Управляющий выходной сигнап фильтра 7 поступает на генератор, управляемый напряжением

8, который выдает последовательность импульсов, частота повторения которых зависит от величины рассогпасования д,Ц . Импульсы -поступают в зависимости от знака рассогласования на тот ипи иной вход реверсивного счетчика 8. Например когда вал находится в положении покои и повернут на угол 9, напряжение рассогпасования равно нулю, и с реверсивного счетчика считывается код, соответствующий ут пу e . Если вап поворачивается иа некоторый угол, напряжение рассогпасования достигает некоторого значения, попожительного, если 9 — лоло4 житепьно, и отрицательного, если 9„ отрицательно.

Напряжение рассогласования Д0 поступает на генератор, управляемый напряжением, который выдает последоватепьность импульсов на вход "+" или вход

54 б изобретения

Формула

5 329 реверсивного счетчика в зависимости! от знака 4Q. Так как существует цепь, связывающая сравнивающее устройство и фаэочувствительные выпрямители, напряжение рассогласования 30 по мере приближения кода реверсивного счетчика к фактическому значению угла уменьшается, а с ним уменьшается ичастота импульсов с выхода генератора управляемого напряжением. Этот процесс. продолжается до 10 тех пор, пока напряжение рассогласования не станет равным нулю, т.е. до того момента, когда код реверсивного счетчика будет соответствовать фактическому угловому положению вала. Таким образом, преобразователь следит эа входными сигналами и непрерывно преобразуют их.

Благодаря исключению высокостабильных прецизионных делителей и сложного коммутирующего Устройства и введению доста- 20 точно простых фазочувствительного выпрямителя и цифрового сравнивающего устройства (реализуемых на серийных интегральных микросхемах) удалось значительно упростить и удешевить известный пре- 25 образователь угол-код". Кроме того, исключение сложного коммутирующего устройства позволяет преобразовывать угловые положения вала, вращающегося со скоростями до 6000 об/мин, т.. е. 30 расширены измерительные возможности пре образо вателя.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный трансформатор, одна статорная обмотка которого соединена с одним из входов первого фазочувствительного выпрямителя, выход которого подключен к одному иэ входов сумматора, выход которого подключен к одному из входов суммато ра, выход которого через последоватеш но соединенные фильтр и генератор сое-, динен со входами реверсивного счетчика, и генератор питания, соединенный с роторной обмоткой синусно-косинусного трансформатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его надежности и упрощения конструкции, в него введены цифровое сравнивающее устройство и дополнительный фазочувствительный выпрямитель, другая статорная обмотка синусно-косинусного трансформа- тора соединена с одним из входов дополнительного фазочувствительного выпрямителя, выход которого подключен к другому входу сумматора, входы цифрового сравнивающего устройства соединены со» ответственно с выходами генератора питания и выходами реверсивного счетчика, выходы цифрового сравнивающего устройства соединены с другими входами фазочувствительного выпрямителей.

ЦНИИПИ Заказ 1742/4i Тираж 682 Подписное

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