Фазовая система для преобразованияугла поворота b код

Фазовая система для преобразованияугла поворота b код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е п1 842901

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Совхоз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 1Р 567163 ()М. Кд- . (22) Заявлено 25.07. 79 (21) 2805731/18-24

G 08 С 9/04 е 05 8»/12 с присоединением заявки,%

Гесударстеенный комитет

СССР (23) П риоритет до делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.06,81. Бюллетень йе 24 (53) УДК 681.325 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 06 .81 (72) . Авторы изобретения

Ю.П. Абрамов, В.Н. Бакулин, С.Я. Бармен сов, В.Н. Васильев-. и Г.Н. Игнатьев

1

1 (71) Заявитель (54) ФАЗОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

УГЛА ПОВОРОТА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам измерения и кодирования углов поворота вала объек- та.

По основному авт. св. 9 567163 известна фазовая система преобразования угла поворота в код1 содержащая многополюсный датчик угла, выход которого через компенсирующий .фазовращатепь соединен с первым входом фазового дискриминатора и через последовательно соединенные синуснокосинусный вращающийся трансформатор и первый фазосдвиганзций мостовой контур с вторым входом фазового дискриминатора, выход которого через усилитель соединен с исполнительным двигателем, соединенным кинематически с валом преобразователя угол-код и валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, второй выход которого соединен с вторым фазосдвигакецим мостовым контуром, первую и

2 вторую компенсирующие RC-цепи, соединенные параллельно с соответствующими мостовыми контурами. Компенсирующий фазовращатель выполнен с использованием синусно-косинусного вращающегося трансформатора Г11 .

В такой системе возникает погрешность преобразования при изменении температуры окружакщей среды. Пог10 решность проявляется в виде смещения нулевого положения системы и обусловлена дрейфом нуля фазового дискриминатора при изменении температуры окружающей среды. Кроме того, при практической реализации подобных систем в них применяются канальные усилительно-преобразующие устройства, которые при изменении температуры окружающей среды, при старении злектроэлементов, изменении питающего напряжения также изменяют свои фазовые характеристики ,и коэффициенты усилений, что вызывает дополнительное смещение нулевого положения системы. Это обуславли4 2901 4

35

50

3 8 вается тем, что канальные усилительно-преобразующие устройства включаются до выявителя угла рассогласования— фазового дискриминатора элемента сравнения ° Поэтому изменения параметров усилительно-преобразующих устройств приводят к изменению разности фаз входных напряжений фазового дискриминатора,. в. результате íà его выходе образуется напряжение рассогласования, которое обуславливает смещение нулевого положения системы.

Цель изобретения — повышение точности преобразования угловых величин при нестабильности нуля фазового дискриминатора и усилц1ельна-преобразбвательных элементов в условиях изменения температуры окружающей среды путем определения изменений нулевого положения системы и учета этого изме- нения в процессе измерения и преобразования угловой величины в числовой эквивалент.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовую систему для преобразования угла поворота в код введены дополнительный"двигатель, дополнительный усилитель, дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансфор-. матор, двухполюсный переключатель и однополюсный переключатель, замыкающий и размыкакщий контакты которого соединены с первым и вторым выходами многополюсного датчика угла поворота соответственно, а подвижный контакт — с обмоткой питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора .фаэовращателя, первый замыканицийся контакт двухполюсного переключателя соединен со входом питания дополнительного двигателя, вал которого соединен с валом синусио-косинусного вращающегося трансформатора коммутирующего фазовращателя, первый размыкающий контакт — с вторым разжкакщим контактом двухполюсного переключателя, первый подвижный контакт двухполюсного переключателя - с выходом усилителя, второй подвижный контакт двухполюсного переключателя соединен со входом питания исполнительного двигателя, а второй замыкающий контакт двухполюсного переключателя - с входом дополнительного усилителя, вал дополнительного синусио-косинусного преобразователя соединен с валом преобразователя уголкод, выход дополнительного синусно косинусного вращающегося трансформатора соединен со входом дополнительного усилителя.

На чертеже представлена фазовая система преобразования угла поворота в код.

Фазовая система преобразования угла поворота в код содержит многополюсный датчик 1 угла поворота, первый выход которого через компенсирующий фазовращатель 2 соединен со входом фазового дискрцминатора 3.

Фазовращатель 2 состоит из синуснокосинусного вращающегося трансформатора 4, в выходные обмотки которого установлены два фазосдвиганицих мостовых контура 5 и 6. Выходы контуров соединены последовательно. Параллельно мостовым контурам 5 и 6 установлены первая и вторая компенси рующие РС-цепи 7. Ко второму входу фазового дискриминатора 3 подключен вход фазовращателя 8, который выполнен аналогично первому фазовращателю 2 и содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор 9, два мостовых фазосдвигающих контура

1О и 11 и две компенсирующие RC-цепи

12 и 13 ° Вход фазовращателя 9 через однополюсный переключатель 14 соединен либо с первым (второе положение), либо со вторым выходами многополюсного датчика 1 угла (первое положение переключателя), Выход фазового дискриминатора 3 соединен с усилителем сигнала рассогласования 15, выход которого через двухполюсный лев реключатель 16 соединен либо с исполнительным двигателем17 (первое положение переключателя), либо с допол-. нительным двигателем 18 (второе положение), вал которого кинематически соединен с ротором СКВТ 4 первого фазовращателя. Ротор дополнительного

СКВТ 19 кинематически соединен с ротором СКВТ 9 второго фазовращателя 8, а выход дополнительного СКВТ 19 соединен с дополнительным усилителем 20. выход которого через двухполюсный переключатель 16 (второе положение) соединен с исполнительным двигателем

17, вал которого кинематически соединен с ротором СКТБ 9 второго фазовращателя 8 и преобразователем 21 угол-код.

Перед работой система должна быть настроена выполнением следующих операций. Переключатель 16 устанавливает01

5 8429 ся в первое положение, выход усилителя 15 оказывается подключенным к двигателю 17. Переключатель 14 устанавливается во второе положение, при этом на оба канала системы поступает напряжение V< с выхода датчика 1 угла с одинаковой фазой. При таком положении переключателей система автоматически устанавливается в угловое положение, равное o . Подобный режим 10 работы фазовой системы назван режимом контроля нулевого положения. В угловом положении ротора, равном Ке, он устанавливается в нуль (его выходное напряжение ДЧ; равно нулю) . 15

В нулевое положение СКТБ 19 устанавливается с помощью поворота статора.

Указанные операции выполняются всего лишь один раз при регулировке системы.

После из выполнения переключатели 14 20 и 16 устанавливаются в первое положение (рабочее) . В этом положении переключателей происХодит процесс измерения и преобразования угловой величины в числовой эквивалент. 25

Работа системы заключается в следующем.

При повороте входного вала многополюсного датчика 1 на угол Р фаза управляющего направления Чу с выхода, датчика 1 угла сдвигается относительно фазы опорного напряжения на угол

:f=- P P, где Р число пар полюсов датчика угла. При этом на выходе фа35 эового дискриминатора 3 и усилителя

15 образуется напряжение рассогласования. AV (Au). Под-действием этого напряжения исполнительный двигатель

17 разворачивает ротор СКВТ 9 фа- 11 зовращателя 8, а вместе с ним и вал многоотсчетного преобразователя 21 угол-код на угол а(= P Й . С выхода преобразователя 21 угол-код описан числовой эквивалент (код)Й, пропорциональный величине М =P, т.е. углу поворота вапа объекта.

При изменении температуры окружающей среды, длительной работе воз- О никает дрейф нуля фазового дискриминатора Ь что вызывает напряжение рассогласования на выходе усилителя

15Щ>, под действием которого- исполнительный двигатель 17 развернет ротор фазовращателя 8 на дополнителькай угол4А. В результате с выхода преобразователя 21 будет описан числовой эквивалент, пропорциональный

6oC и + —, где V — ошибка преобразования, обусловленная дрейфом нуля системы.

Для измерения этой ошибки и ее учета вводится режим корректировки нулевого положения. системы. Переключатель 14 переводится во второе положение. При этом система устанавливается автоматически и угловое положение равно 1о+ A < . На выходе допол" нительного СКВТ 19 возникает напряжение А U„ пропорциональное смещению нулевого положения системы h . Переключатель 16 переводится во второе положение. Тогда под действием напряжения A Vc выхода СКВТ 19 исполнительный двигатель повернет ротор

СКВТ, а вместе с ним и ротор СКВТ 9 фазовращателя 8 и вал преобразователя

21 вновь в угловое положение, при котором 40О=0, т.е. в положение, определяемое первоначальным режимом контроля нулевого положения. С другой стороны, под действием напряжения дрейфа нуля ДЦ (АИ ) двигатель 18 повернет ротор СКВТ 4 фазовращателя

2 на дополнительный угол, равный Ьа .

Фазовый сдвиг выходного напряжения (Ч фазовращателя 2, пропорциональный величине дрейфа нуля системы А и преобразованный фазовым дискриминагором

3 в напряжение cLV„ компенсирует напряжение дрейфа A Va . При переводе переключателя 16 в первое положение выходная ось системы занимает угловое положение, равное а(. ° После перевода переключателя 14 в первое положение система переводится снова в рабочий режим, т.е. режим измерения и преобразования угловой величины в код, но ошибка преобразования, обусловленная дрейфом нуля системы, отсутствует. Режим корректировки нулевого положения системы повторяется эпизодически Интервал времени между корректировками зависит от стабильности характеристик примененных электронных схем системы и влияния внешних дестабилизирующих факторов. Как правило, этот интервал времени составляет 10-20 ч при перепаде температур

О около 40 С. Время корректировки зависит от времени переходного процесса следящей системы при переключении переключателей 14 и 16, которое невелико и не превышает 1-2 с. В связи с этим, поскольку характер изменения

7 8 углового положения радиоастрономического прибора достаточно медленный (не более 15 угловых минут в минуту), потери информации в период корректи- ровки не происходит.

Использование предлагаемой системы в условиях, характеризукщихся широким диапазоном изменения температуры окружающей среды и длительной работой, отличает ее от известных, так как она обладает возможностью корректировки нулевого положения и не содержит составляющей погрешности, обусловленной дрейфом нуля фазового диск-. риминатора и усилительно-преобразовательных элементов,.в процессе предбразования угловой величины. Это,позво. ляет снизить требования к электронным устроистзам системы, упростить их построение, снизить требования к стабильности применяемых электроэлементов, использовать- серийные синуснокосинусные вращакициеая трансформаторы и элементную. базу, отказаться от спе.циальных устройств термостатирования отдельных узлов системы.

Предлагаемая система имеет высокие эксплуатационные характеристи1си, точность преобразования увеличивается в

5-)0 раз за 50 ч непрерывной работы при перепаде температур около 50 С.

Формула, изобретения фазовая система для преобразования угла поворота в код по авт.св.))567)63, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности преобразова42901 . 8 ния, в нее введены дополнительный двигатель, дополнительный усилитель, дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, двухполюсный

5 переключатель и однополюсный переключатель, замыкающийся и размыкающий контакты которого соединены с первым и вторым выходами многополюсного датчика угла поворота соответственно, щ а подвижный контакт — с обмоткой питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора фазовращателя, первый замыкающий контакт двухполюсного переключателя соединен со входом пи15 тания дойолнительного двигателя, вал которого соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора компенсйрующего фазовращателя, первый размыкающий контакт — co вторым

20 размыкающим контактом двухполюсного. переключателя, а первый подвижный контакт двухполюсного переключателя — с выходом усилителя, второй подвижный контакт двухполюсного переклю25 чателя соединен со входом питания исполнительного двигателя, а второй замыкающий контакт двухполюсного переключателя — с выходом дополнит.ельного усилителя, вал дополнитель30 ного синусно-косинусного преобразователя соединен с валом преобразователя угол-код, выход дополнительного синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединен со входом

35 дополнительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 567163, кл. G 05 В 11/12, 12.12.74.

84 2901

Составитель И. Назаркина

Редактор Н. Бушаева Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко

Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ 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