Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е У ЗООЗ

Социалистических

Реевуелик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.78 (21) 2614751/18-24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 23,06.80. Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 (51) М.Кл. G 08 С 9i04

3осударстввииый комитет по делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы мзобретен ия В. В. Хрущев, О. А. Павлов, В. И. Смирнов P. Н. Ромашкин и Н. Н. Карсаков (71) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к технике аналого-цифрового преобразования и может быть использовано в области автоматики и вычислительной техники.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие фазовращатель, нулевые детекторы, трипгер, блок совпадения, генератор импульсов и счетчик (1).

Известные преобразователи такого рода строятся по методу «уп ол — фаза— временный интервал — код». При этом фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал, который измеряется с помощью импульсов эталонной частоты. Однако на точность существующих преобразователей оказывают существенное влияние как технологи ческие, так и эксплуатационные факторы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, который содержит фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом, два нулевых детектора, подключенных выходами к входам триггера, схему совпадения, генератор импульсов, счетчик, выходы которого соединены с выходными клеммами преобразователя, делитель частоты и фильтр. Угол поворота входного вала преобразуется фазовращателем в фазовый сдвиг между напряжением возбуждения и выходным сигналом фазовращателя. Фазовый сдвиг, в свою очередь, преобразуето ся во временной интервал, ограниченный выходными импульсами нулевых детекторов н пропорциональный величине фазового сдвига. Этот интервал заполняется импульсами эталонной частоты, поступающи10 ми с генератора, счетчик производит подсчет этих импульсов и формирует код на выходе преобразователя (21.

Одним из важнейших факторов, определяющих точность преобразования угла в

16 код такого преобразователя, является стабильность величины временного интераала, заполняемого импульсами эталонной частоты при неизменном угле поворота входного вала. Однако сигналы, поспуЮ пающие на входы нулевых детекторов, формируются различными источниками и в разной мере подвержены воздействию факторов технологического и эксплуатационного характера, что обуславливает появ25 ление ошибки в величине фазового сдвига, «плавающих» границ временного интервала и снижение точности преобразования угла поворота вала в код.

Целью изобретения является повышение

З0 точности преобравования.

743003

Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом и соединен с первым нулевым детектором, обмотка возбуждения фазовращателя размещена в пазах статора и соединена с выходом фильтра, выходы нулевых детекторов через триггер соединены с одним из входов блока совпадения, другой вхо1д которого соединен с выходом генератора импульсов, который через делитель частоты соединен с входом фильтра, выход блока совпадения подключен к счетчику, фазовращатель снабжен обмоткой опорного сигнала, которая уложена в пазы статора с обмоткой возбуждения, выход обмотки опорного сигна ла соединен с входом второго нулевого детектора.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, жестко соединенный с входным валом 2, обмотку 3 опорного сигнала, нулевые детекторы 4 и 5, триггер 6, блок совпадения 7, счетчик 8, генератор 9 им пульсов, делитель частоты 10, фильтр 11, выходные клеммы 12.

Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код содержит фазовращатель 2, ротор которого жестко связан с входным валом 1, обмотка возбуждения фазовращателя подключена к выходу фильтра 11, обмотка 3 опорного сигнала уложена в те же пазы магнитопровода, что и обмотка возбуждения, и ее ось совпадает с осью обмотки возбуждения фазовращателя 2. На выходе обмотки 3 опорного сигнала, подключенном к входу второго нулевого детектора 5, формируется опорное напряжение, фазовый сдвиг которого относительно напряжения возбуждения равен нулю и не зависит от угла поворота рото ра фазовращателя 2. Обмотка 3 опорного сигнала находится в одинаковых магнитных условиях с выходными обмотками фазовращателя 2, что обуславливает идентичность источников опорного и сигнального напряжений, формируемых соответственно на выходе обмотки 3 опорного сигнала и выходе фазовращателя 2. Сигнальное напряжение поступает на вход первого нулевого детектора 4. В состав предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код входят также триггер 6, к входам которого подключены выходы нулевых детекторов 4 и 5 блок совпадения 7, один вход которой соединен с выходом триггера 6, а другой — с выходом генератора 9 импуль сов, счетчик 8, вход которого связан с выходом блок совпадения 7, а выход — с выходными клеммами 12 преобразователя, последов ательно соединенные, делитель частоты 10 и фильтр 1.1, при этом вход дели5

65 теля частоты 10 связан с выходом генератора 9 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

Угол поворота входного вала 1 преобразуется фазовр ащателем 2 в сигнальное напряжение, фазовый сдвиг которого относительно опорного напряжения линейно изменяется в функции угла поворота вала.

Опорное и сигнальное напряжения поступают на входы соответствующих нулевых детекторов 4 и 5, которые формируют короткие импульсы в момент перехода напряжения через нуль от отрицательной к положительной полуволне. Импульс с выхода нулевото детектора 5 устанавливает тригер 6 в положение, при котором последний выдает сигнал «разрешение» на вход блока совпадения 7, при этом импульсы эталонной частоты поступают с выхода генератора 9 через блок совпадения 7 в счетчик 8. В свою очередь импульс с выхода нулевого детектора 4 ведет к появлению сигнала «запрет» на входе блока совпадения 7, при этом импульсы генератора 9 в счетчик 8 не проходят. Таким образом, фа зовый сдвиг меиду сигнальным и опорным напряжениями преобразуется во временной интервал, ограниченный импульсами с выхода нулевых детекторов пропорциональный величине фазового сдвига и заполняемый импульсами эталонной частоты с вы хода генератора 9. В счетчике 8 производится подсчет импульсов, заполянющих временной интервал, на выходных клеммах

12 преобразователя формируется код, пропорциональный углу поворота входного вала 1. Точность преобразования угла в код определяется жесткой зависимостью количества импульсов, поступивших в счетчик

8, от угла поворота вала 1, которая обеспечивается постоянством величины временного интервала т, а следовательно, и фазового сдвига р в момент неизменного во времени угла поворота вала а (т = const, <р = const при а = const).

Выполнение данного условия обеспечивается использованием в качестве опорного выходного напряжения обмотки 3 опорного сигнала.

Таким образом, введение в преобразователь угла поворота вала в код обмотки опорното сигнала, связанной с входом второго нулевого детектора, в совокупности с известными признаками повышает точность преобразования предлагаемого преобразователя при воздействии технологических и эксплуатационных факторов по сравнению с известным. Временной интервал, заполняемый импульсами эталонной частоты, формируется выходными импульсами нулевых детекторов, на входы которых поступают выходные напряжения обмоток фазовращателя, имеющих общую электромаг нитную систему, что обуславливает иден743003

Формула изобретения

/ /2

Составители И. Назаркина

Техред И. Пенчко

Корректор С. файн

Редактор Н. Данилович

Заказ 1758/1287 Изд. Хо 628 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент> тичное воздействие на изменение параметров опорного и сигнального напряжения факторов эксплуатационного и технологического характера. Фазовая ошибка при этом мала, условие т = const, q = const при а = const выполняется. Предлагаемый преобразователь позволяет повысить точность преобразования без усложнения схемного решения, так как введение обмотки опорного сигнала не требует значительных изменений в конструкции фазовращателя, а электронные блоки преобра зователя строятся на серийных микросхемах.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом и соединен с первыми нулевым детектором, обмотка возбуждения фазовращателя размещена в пазах статора и соединена с выходом фильтра, выходы нулевых детекторов через триггер соединены с одним из входов блоиа совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора им5 пульсов, который через делитель частоты соединен с входом фильтра, выход блока совпадения подключен к счетчику, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, фазовращатель снабжен обмоткой опорного сигнала, которая уложена в пазы статора с обмоткой возбуждения, выход обмотки опорного сигнала соединен с входом второго нулевого детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

2о М 404113, кл. G 08 G 9/04, от 20.01.91.

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

Л.; Энергия, 1974, с. 154 (прототип).