Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советснмк

Социалистическими

Республик

1 с е! г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено 06.02.78 (21) 257781 О/1 8-24 (51)М. Кл.

G O8 С 9/04 с присоединением заявки №вЂ”

Государстввииь1й комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Il0 делам иэооретеиий и открытий (53) УДК681.325 (088.8) Дата опубликования описания 03.07,80

И. П. Гааголев, }О, П. Дорохин, В, ф. фамнч и A. К. Смирнов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоМатике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычиспитепьньтм устройством.

Известны преобразователи угпа поворота вала в код, содержащие кодовую маску, укреппеннуто на валу, и неподвижные считывающие эпементы 11)

Недостатки таких преобразоватепей— большие габариты, низкие точность и разре шающая способность.

Известны также цреобраэоватепи, содержащие многофазный источник переменного напряжения, подкпточенттьтй K входам 15 многофазного датчика, выходы которого через блоки фаэосдвигатстцих элементов ( подключены к преобраэоватепю сдвига фазы в код. В таких преобразователях исключаются погрешности неравенства коэффициентов передачи. обмоток и погрешности пространственного сМещения обмоток датчика угла f2) . Недостаток таких пре-, образователей заключается в их спожноом»з,» » " -.- »:з Ъ з" ж та, в частности, в необходимости многофазного источника переменного напряжения с малыми нелинейными искажениями.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому явпяется преобразователь угла поворота вала в код, со-, держащий источник переменного напряже» ния, подкпточенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, блок преобразования амплитудно-модупиров анных сит капов в код $3(Недостаток таких преобразоватепей состоит в значительных погрешностях, выэ»ванных неравенством коэффициента передачи обмоток датчика и их пространственным смещением.

Цель изобретения - повышение точности праобразов ателя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к первичной обмот ке синусно-косинусного датчика, ollHH вьтводы вторичных обмоток которого подкпю46 98

3 74 чены к блоку преобразований амплитудномодулированных сигналов в код, а другой вывод одной вторичной обмотки подключен к общей шине, введены четыре переключагеля, а синувно-косинусный датчик снабжен дополнительными вторичными обмотками, входы первого и второго переключателей соединены с выводами первой дополнительной вторичной обмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединены с выводами второй дополнительной вторичной обмотки, общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с

-, другом, общая точка второго переключате« ля соединена с общей шиной, а общая точка четвертого переключателя соединена с другим выводом другой вторичной обмотки.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косину сного датчика 2, одни выводы вторичных обмс ток которого подключены к блоку З преобразования амплитудно-модулированных cmvпалов в код, первый переключатель 4 и второй переключатель 5, входы которого соединены с выводами первой дополнитель ной вторичной обмотки, третий переключатель 6 и четвертый переключатель 7, входы KoTopblt соединены с выводами второй дополнительной вторичной обмотки, общие гочки переключателей 4 и 6. соединены друг с другом, другой вывод одной вторичной обмотки датчика 2 и общая гочка переключателя 5 соединены с общей шиной, а общая точка переключателя

7 соединена с другим выводом другой вторичной обмотки датчика 2.

Переключатели 4 — 7 работают независимо друг от apyra, подключая полностью или частично дополнительные вторичные обмотки датчика 2 последовательно с другой вторичной обмоткой этого. датчика. Направление включения дополнительных обмоток зависит от знака компенсируемой погрешности.

Преобразователь работает следующим образом.

Источник 1 формирует синусоидвльное напряжение U питания, поступающее на первичную обмотку датчика 2.. Выходные напряжения 0t и Ор на вторичных обмоч ках датчика 2 изменяются в функции синуса и косинуса угла поворота (U = U5 ь 1а(U, = (О+ЬД)сМ(А .ь А), где U - номинальная вмплитуйа вькойных сигналов вторичных обмоток;

- постоянные смещения по

6 1 амплитуде и фазе, вызванные неравенством коэффициентов передачи

5 обмоток датчика 2 и их пространственным смещением по фазе.

Смещения d U и Ь с(вызывают мультипликативную погрешность измерения

10 угла поворота нала.

С помощью переключателей 4 и 5 регулируют фазу выходных сигналов синуоно-косинусного датчика 2, исключая смещение по фазе огибающей между выхойны15 ми сигналами датчика 2.

При этом часть Л У выходного напряжения косинусной (синусной) обмотки складывается с выходным напряжением У mнусной (косину спой) обмотки.

Uвск4 iь Ц сos (, +д g)— К Ъ st (K+atctg ) .Выбрав с помощью переключателей 4 и 5 величину и U так, чтобы выполнялось равенство а А = at et/ °, компенсируют погрешность преобразователя, вызванную отклонением Л o(от перпенt дикулярносги обмоток датчика 2-..

С помощью переключателей 6 и 7 регулируют амплитуду выхойньгх сигналов

3О датчика 2, исключая неравенство амплитуд AU синусной (косинусной) обмотки, вызванное в процессе компенсации неперпендикулярности обмоток 64

Скомпенсироввнные по амплитуде и фазе огибающей выходные сигналы синусно"косинусного aàò÷èêà 2 поступают в блок

3, где происходит преобразование амплитудно-модулированных сигналов в код с использованием промежуточного преобра4О зования в фазу или решение тригонометрических тождеств.

В результате использования дополнительных обмоток датчика- 2 и переключателей 4-7 для .регулирования амплитуды

45 и фазы огибающей выходных сигналов датчика 2 точность преобразователя угла в код значительно повышается, также квк и в случае применения фильтра обратной последовательности в двух фвзных фазоврвщателях. Например, для преобразователя угла с датчиком типа ВТ-5 погрешность уменьшается приблизительно в 10

pBs, Однако по сравнению с двухфазными фазовращателими предлагаемый преобразоввгель проще, в нем используется однофюный источник питания вместо двухфазного, а самое главное, упрощается конструкция синусно-косинусного датчика 2, в качест5 7446 ве. которого используют, например, высокоточный индукционный редуктосин с одной первичной обмоткой.

Экономический эффект от использования предлагаемого преобризователя оценивают по отношению к преобразователю на основе двухфазного фазовращателя с фильтром обратной последовательносж, который имеет такую же точность. За счет использования более технологичного в изготовле-1р нии индукционного редуксина и упрощения блока питания затраты на изготовление

l одного преобразовагеля снижаются в 1,3 раза, что приводит к экономии

400 р. на один преобразователь. По пред- 1з варительным подсчетам годовая экономия составляет около 40.000 р. формул а изоб ре те ния щ

Преобразователь угла поворота вала в код, содержаний источнйк переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, одни 2s выводы вторичных обмоток которого подf ключены к блоку преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, а дру98 6 гой вывод одной вторичной обмотки подключен к общей шине, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с цепью повышения точности преобразователя, в него введены TbIpB переключателя, а синусно-косинусный датчик снабжен дополнительными вторичными обмотками, входы первого и второго переключателей соединены с выводами первой дополнительной вторичной . обмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединены с BblBollBMH второй дополнительной вторичной обмотки, общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с другом, общая точка второго переключателя соединена с общей шиной, а общая точка четвертого переключатепя соединена с другим выводом другой. вторичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Меськин И. В. фотоэлектрические преобразователи информации, 1962, с. 8-1 1.

2. Зверев А. Е. и др. Преобразовате ли угловых перемещений в цифровой код.

Л„"Энергия", 1974, с. 103-106.

3. Патент США М 3505669, кп. 340-347, 1970 (прототип).

0НИИПИ Заказ 3822/1 7 Тираж 682 Подписное .Финал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4