Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 746656 (61) Дополнительное:к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2М177 (21) 2549215/18-24 (5! )М. Кл.

G 08 С 9/04 с присоединением.,заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 070780. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 070780, (72) Авторы изобретения

A.Ê.ÑìèðHîâ, И.П.Глаголев и Е.В.Замолодчиков

1 1 (71 ) За яв итель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала .в код. Одни из известных преобразователей угла поворота в сдвиг фазы содержат синусно-косинус-10 ный датчик (СКД) угла, вход которого подключен к блоку питания, а выходы — к фазочувствительиым выпрямителям, другие входы которых подключены к блоку питания в д фазочувстви- 15 тельных выпрямителей подключены к входам модуляторов, другие входы которых соединены с выходом двухфаэного источника прямоугольных сигналов, выходы модуляторов подключены к суммирующему и вычитающему блокам, выходы которых через фильтры подключены к выходу преобразователей (1) .

Недостатком известного преобразователя являются большие габариты и низкая точность, вызванная изменением параметров фильтров.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик, каждый из выходов которого через последовательно соединенные фазочувствительный выпрямитель и модулятор подключены к соответствующим входам фаэосдвигающего.элемента, выход которого через один компаратор подключен к первому входу измерителя временных. интервалов, второй вход которого соединен с выходом другого компаратора, делитель частоты C23 .

Недостатком этого преобразователя являются большие габариты, определяемые габаритами фильтра на входе

СКД и низкая точность, вызванная температурой и временной нестабильностью блоков в цепи канала формирования стоп-импульса, особенно фильтров,. входящих в состав модулятора.

Йаиболее близким техническим решением к данному является преобразователь, содержащий СКД, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через последовательно включенные делитель, частоты и фильтр, а выход СКД через блок фазосдвигающих элементов подключен к двум компараторам, выходы которых подключены к измерителю временных интервалов

746656 (4ВИ), третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов Q) .

Недостатком таких преобразователей являются большие габариты, определяемые габаритами фильтра, установленного на входе СКД и предназйаченного для формирования мощного высоковольтного синусоидального сигнала для питания СКД.

Другим недостатком их является

:ограниченная точность, вызванная искажением Формы синусоидального сигнала при. его передаче через СКД, и ограниченная разрешающая способность, определяемая верхней граничной частотой генератора импульсов и первы= мй каскадами делителя частоты с одной стороны и нижней граничной частотой передачи СКД с другой стороны., Целью иэобретенчя является уменьшение габаритов преобразователя и повышение его точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены выйрями"тели, модулягоры и дополнительно делитель частоты и фазосдвигающий

-эяемент, выход синусно-косинусного

" датФ Ма соединен с первыми входами выпрямителей, выходы которых подйлючейй к первым входам модуляторов, вйход каждого иэ которых соединен с.соответствующим входом Фазосдвигающе о- элемента, выход" дополнительного фазосдвигающего элемента соединен

" со вхб йм=у ругЬго компаратора; выход

"делйтейя"чаСтбгй соединен со вторыми входами выпрямителей непосрецствен" йо и через последовательно соединенHhte дополнительный делйтель"частотй и ФилЬтр со вторыми входамн модуляторов.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, подключенный через дополнительный делитель 2 частоты к входу синусно-косинусного датчика

3, каждый иэ- выходов которого через последовательно соединенные фазочувствительный выпрямитель 4 или 5, модулятор 6 или 7 подключены к вхо- дам Фазосдвигающих элементов 8 и 9.

Выходы Фаэосдвигающих элементов 8 и

9 через соответствующие компараторы

:10 и 11 подключены к двум входам измерителя 12 временных интервалов, третий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов. Выход делителя 2 частоты через последова - те уъно включенные делитель 13 час-тоты и фильтр 14 подключен к другим входам модуляторов б и 7.

В качестве модуляторов б и 7 могут быть использованы балансные модуляторы в микромодульном исполнении, например серии 140NA1, В качестве Фазосдвигающих элементов могут бить иопользованы"или пассивные ЙС=цепочки, или суммирующие и Вычитающие операционные усилители, Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 формирует импульсы высокой частоты. На выходе делителя

2 формируются йрямоугольные импульсы Скзажностью"два, поступающие в обмотку возбуждения синусно-косинусного датчика 3, где они модулируются по амплитуде в.зависимости от измеряемого угла поворота. В фазочувствительных выпрямителях 4 и 5 выделяются огибающие выходных сигналов синусно-косинусного датчика 3, пропорциональные синусу и косинусу угла .поворота.

В делителе 13 происходит дополни 5 тельное деление частоты выходных сигналов делителя 2. Фильтр 14 иэ прямоугольного Формирует синусоидальный сигнал, который в виде несущей частоты поступает на входы модулято2О ров 6 и 7. В модуляторах 6 и 7 образуются переменные сигналы с частотой выходных сигналов делителя 13 и модулированные по амплитуде в Функции синуса и косинуса угла поворота СКД. д5 Из модулированных по амплитуде сигналов на фазосдвигающем элементе 8 формируется сигнал, сдвинутый по фазе с опережением на угол, пропорциональный углу поворота СКД, а на фаэосдвигающем элементе 9 формируется сигнал, сдвинутый по фазе с отставанием на угол, пропорциональный углу поворота

СКД. Компараторы 10 и 11 формируют иэ синусоидальных сигналов старт- и стоп-импульсы, временной интервал между которыми преобразуется в измерителе 12 в код путем заполнения импульсами высокочастотного генератора 1.

В предложенном преобразователе

40 через Фильтр 14 передается маломощный низковольтный сигнал. Поэтому здесь можно использовать активный полосовой фйльтр в интегральном исполнении, например серии 276ФЕЗ. В известных преобразователях через фильтр, установленный на входе СКД, передается мощный высоковольтный сигнал, для чего используется пассивный фильтр, имеющий большие габариты и вес. Все остальные элементы предложенногб преобразователя также могут быть в интегральном исполнении.

Использование изобретения позволит уменьшить габариты преобразователя в

1,7 раза.

Температурная и временная нестабильность параметров фильтра 14 предложенного устройства приводит к оди« наковому Фазовому сдвигу сигналов несущей частоты в каналах, формирующих старт= и стоп-импульсы, .и не влияет на точность преобразования угла.

Выбором коэффициента передачи де- лителя 13 частоты можно в широких пределах регулировать соотношение между частотой старт-, стоп-импульсов

746656

Формула изобретения

25. Составитель И.Назаркина

Техред М. Петко Корректор М. Нигула

Редактор О.Стенина.Заказ 3956/43 Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 г и частотой импульсов заполнения временного интервала независимо от амплитудно-частотной характеристики СКД.

Для расширения области применения целесообразно выполнить делитель 13 с перекЛючаемым коэффициентом переда- 5 чи и набором. параллельно включенных фильтров 14. При этом чем больше коэффициент передачи делителя 13, тем меньше быстродействие и больше разрешающая способность преобразователя. о

Таким образом, предложенный преоб.разователь имеет меньшие габариты и большую точность по сравнению с известным преобразователем.

Экономический эффект от использования предложенного преобразователя определяется его техническими преимуществами.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, соединенный с первым входом измерителя временных интервалов не посредственно и через делитель час тоты со входом синусно-косинусного .датчика, фазосдвигающий элемент, соединенный через один из компараторов .с одним из: входов измерителя временных интервалов, другой компаратор соединен с другим входом измерителя временных интервалов, и фильтр, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения точности преобразователя, в него введены выпрямители,:модуляторы и дополнительные делитель частоты и фаэосдвигающий элемент, выход.синуснокосинусного датчика соединен с первыми входами выпрямителей, выходы которых подключены к первым входам модуляторов, выход каждого из кото- рых соединен с соответствующим входом Фазосдвигающего элемента, выход дополнительного фазосдвигающего элемента соединен со входом другогб компаратора, выход делителя частоты соединен со вторыми входами выпрямителей непосредственно и через последовательно соединенные дополнительный делитель частоты и фильтр со вторыми входами модуляторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9404110, кл. G 08 С 9/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9452027, кл. G 08 С 9/00, 1973.

3. Патент СшА 93505669, кл. 340-347, опублик. 1970 (прототип).