Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЖТг - РВм; °

И-С А--Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социапксткческми

Республик iii 734774

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6} ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,01.78 (2! ) 2572872/18-24 (5 } ) М. Кл. . 2

G 08 С 9/00 с присоединением заявки J%

Воударстеенный квинтет (23) Приоритет

IID делан изобретений н открытий

ОпУбликовано 15.05.80. Бк>ллетень J% 18 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 16.05.80

В. Д. Аксененко, С. Я. Барменков, В. H. Васильев и А. Н. Дорофеев (?2) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах кодирования угловых величин.

Известны преобразователи угол-код на основе электромеханических следящих систем с комбинированным управлением fl).

Недостатками таких преобразователей являются большие вес и габариты, ограниченный ресурс работы, обусловленный недолговечностью электромеханических н механических элементов.

Наиболее близким техническим решением является преобразователь угла в код, содержащий фазовращательный датчик угла, один из выходов которого непосредственно, а другой через преобразователь кода в фазу подключены к входам фазового дискриминатора, выход которого соединен

20 со входом преобразователя напряжения в частоту, выходы преобразователя напрямсе» ния в частоту подключены к входам реверсивного счетчика, выходы которого соеди2 иены с управляющими входами преобразователя кода в фазу f2).

Недостатком данного преобразователя угла в код является невысокая динамическая точность, поскольку преобразователь является астатической системой с астатизмом, равным единице, принципиально имеющей скоростную ошибку.

Цель изобретения — повышение динамической точности преобразователя.

Для достижения поставленной цели в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращательный датчик угла, один из выходов которого непосредственно, а другой через преобразователь кода в фазу подключены к входам фазового дискриминатора, выход которого соединен со входом преобразователя напряжения в частоту н реверсивный счетчик, выходы которого соединены с управляющими входами преобразователя кода в фазу, введены блок умножения разности частот и два элемента ИЛИ, входы блока умножения разности частот подключены к выходам фазовраша734774 тельного датчика угла, а выходы - к первым входам элементов ИЛИ, ко вторым входам которых подключены выходы преобразователя напряжения в частоту, а выходы элементов ИЛИ подключены к входам реверсивного счетчика. Включение введенных элементов позволяет осуществить в преобразователе угла в код комбинированное управление по скорости.

На чертеже приведена блок«схема пре- 10 образователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит фазовращательный датчик 1 угла, один из выходов которого непосредственно, а другой через преобразователь 2 кода в фазу подключе- 15 ны к входам фазового дискриминатора 3, соединенного через преобразователь 4 напряжения в частоту, с первыми входами элементов 5 и 6 ИЛИ. Выходы датчике

1 подключены также к блоку 7 умноже- 30 ния разности частот, выходы которого подключены к вторым входам элементов

5 и 6 ИЛИ. Выходы элементов 5 и 6

ИЛИ подключены к входам реверсивного счетчика 8, подключенного к управляющим 25 входам преобразователя 2 кода в фазу.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии рассогласования между .угловым положением вала датчика 1 и кодом реверсивного счетчика 8 и неподвижном входном валу датчика 1, на выходе фазового дискриминатора 3 вырабатывается напряжение, под действием которого преобразователь 4 напряжения в час- З5 тоту генерирует последовательность импульсов, в результате чего рассогласование отрабатывается до нулевого значения (с точностью до величины статической ошибки преобразователя). При этом час- 40 тоты информационного и опорного сигналов равны между собой и импульсы на выходе блокв7 умножения разности частот отсу тс твуют.

При вращении вала датчика 1 с посто45 янной скоростью Ии разность h, % фаз информационного и опорного сигналов изменяется по закону ьМ- 2Х =аХ а1 4, о где }(- коэффициент электрической реР дукции датчика 1;

h, f — разность частот информвцион55 ного и опорного сигналов, причем Я= и К Л!Э(со (2)

4Р

Блок 7 умножения разности частот вырабатывается HR выходе последовательность импульсов с частотой К, IIpolIop» ционвльной разности частот информационного и опорного сигналов, следовательно, угловой скорости вала датчика 1

f К -f" "., (3).

360 где <> — коэффициент передачи блока умножения разности частот.

Для обеспечения режима слежения нв реверсивный счетчик 8 необходимо подавать импульсы с частотой К .m=dif K с оо где Хс — коэффициент деления реверсивного счетчика 8 (для и -разрядного двоичного счетчика

К =2 ).

Частота импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика 8, равна (5) (4) 1,„

ЬО .к .к 2 (6) близка к нулю.

Таким образом, при вращении вала дат чика 1 с постоянной скоростью в преобразователе происходит компенсация динамической ошибки в соответствии с принципом комбинированного управления.

В известном преобразователе режим слежения обеспечивается только преобразователем напряжения в частоту, в регде f. = К К = " к к .к частота

4 2 и 4 импульсов, вырабатываемых преобразователем 4 напряжения в частоту; — разность фаз входных сит

2 палов фазового дискриминатора 3; — коэффициент передачи фвзо0. 4. вого дискриминатора 3 и преобразователя 4 напряжения в частоту.

Из соотношений (3) и (4) видно, что при равенстве Кс= К-, частоты с и равны между собой, режим слежения обеспечивается блоком 7 умножения разности частот, частота импульсов преобразователя 4 напряжения в частоту равна нулю, следовательно, динамическая ошибка преобразователя, равная

734774 6 величии в широком диапазоне скоростей входного вала. (7) имеет значительную величину.

Блок 7 умножения разностной частоты может быть выполнен на основе устройств фазовой автоподстройки частоты. При этом коэффициент передачи блока 7 умножения разности частот определяется чис- о лом разрядов счетчика устройства фазовой автоподстройки частоты.

В предлагаемом преобразователе строго выполняется условие компенсации динам щеской ошибки, обеспечиваемое структур- ным путем, а именно одинаковым числом разрядов реверсивного счетчика 8 и счет, чиков блока 7 умножения разности частот, вследствие чего равенство Кс= К, не нарушается при воздействии внешних факто- о ров (температура, влажность и т.п.), как у известных преобразователей на основе электромеханических следящих систем с комбинированным управлением.

Введение в состав преобразователя уг- ла в код блока умножения разности частот и двух элементов ИЛИ и включение их указанным образом позволяет осуществить комбинированное управление и значительно повысить динамическую точность преобразователя при больших постоянных скоростях входного вала. Применение такого преобразователя позволит осущест вить высокоточное кодирование угловых

ЦНИИПИ Заказ 223 1/15 Тираж 682 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 эультяте чего его динамическая ошибка к ьсА- = — 01 д 360

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вяла в код, содержащий фазовращятельный датчик угла, один иэ выходов которого йепосредственно, а другой через преобразователь кода в фазу подключен к входам фазового дискриминатора, выход которого соединен со входом преобразователя напряжения в частоту, и реверсивный счетчик, выходы которого соединены с управляющими входами преобразователя кода в фазу, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения динамической точности, в него введены блок умножения разности частот и два элемента ИЛИ, входы блока умножения разности частот подключены к выходам фазовращательного датчика угла, а выходы — к первым входам элементов

ИЛИ, ко вторым входам которых подключены выходы преобразователя напряжения в частоту, а выходы элементов ИЛИ подключены к входам реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.

Л., ° Энергия, 1974, с. 77, рис. 27.

2. Там же, с. 82, рис. 30 (прототип ) ..