Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов

Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсннх

Соцмалнетмческмх

Респубямк

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>970419 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21 04.81 (21) 3278034/18-24 (5Ф)М. Кл.

G 08 С 9/04 с присоединением заявки М—

Р®кларет®т @ «вм«тат

СССР ю ламм язебрвтеа«й к открыт«й (23) Приоритет—

Опубликовано 30.10.82, Бюллетень (тт 40

Дата опубликования описания 30.10.82 (53) УДК 681.325 (088.8) I

В. Г. Попов н Л. И. Цьпович (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола:= (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЧАСТОТУ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и вы1 числительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в частоту, содержащие источник напряжения, выход которого соединен с входами датчика угла и блока преобразования напряжения в код, выходы датчика угла и блока преобразования напряжения в частоту подключены к дискретному делителю напряжения, вы ходы которого подключены к блоку прыбразования напряжения в частоту (1).

Недостатком известных преобразователей . является их сложность. В других известных преобразователях питание датчиков угла производится от нестабильной сети. Они построены с промежуточным преобразованием в код фазовых или амплитудных параметров датчика с компенсацией влияния нестабильности сети (21.

Такие преобразователи также сложНаиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токоограничнвающий элемент подключен к общей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, второй токоограничивающий элемент, включенный между инвертирующим входом компаратора и одним концом первичной обмотки вращающегося трансформатора, другой конец вторичной обмотки которого

3 через третий токоограннчнвающии элемент подключен к выходу комларатора (3).

Недостатком известного преобразователя является его невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя угла поворота вала в частоту.

Поставленная цель достигается тем, что в

- преобразователь угла поворота вала в частоту следования. импульсов, содержащий вращающий20

3 97041 ся трансформатор, один конец первичной обмот. ки которого через первый токоограничивающий элемент подключен к общей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, второй токоограничивающий элемент, введены усилитель и суммирующий интегратор, один вход которого подключен к выходу регенеративного компаратора, fQ другой вход через усилитель соединен с другим концом вторичной обмотки вращающегося трансформатора, а выход через второй токоограничивающий элемент подключен к входу регенеративного компаратора. 15

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит вращающийся трансформатор 1, один конец первичной обмотки которого через токоограничивающий элемент 2 подключен к общей шине 3, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора 4, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора 1 подключен к общей шине 3, а другой — к 25 входу усилителя 5, выходы компаратора 4 и усилителя 5 подключены к суммирующему интегратору 6, выход которого через токоограничивающий элемент 7 подключен к входу компаратора 4. зо

Преобразователь работает следующим обра.зом.

При включении преобразователя выходной сигнал компаратора 4 принимает одно из максимальных значений, соответствующее насыщению его статической характеристики. Под воздействием этого напряжения по первичной обмотке вращающегося трансформатора 1 и элементу 2 начинает протекать ток, приводящий при неизменном угле поворота трансформатора 1 к изменению магнитного потока пронизывающего вторичную обмотку. В результате этого на вторичной обмотке наводится ЭДС, величина которой зависит от угла поворота вращающегося трансформатора 1.

Эта ЭДС подается на вход усилителя 5, который формирует требуемый закон изменения

его выходного сигнала.

Сигнал, пропорциональный выходному напряжению усилителя 5, суммируется с выходным сигналом компаратора 4, причем коэффи- 5О циенты пропорциопальности определяются величинами масштабных резисторов на входе интегратора 6. Сигнал, пропорциональный сумме напряжений сигналов усилителя 5 и компаратора 4, интегрируется интегратором 6 до момента, когда напряжение на его выходе не достигает величины порога срабатывания компаратора 4. где Х вЂ” коэффициент передачи трансформа- тора;

Т, — постоянная времени трансформатора.

Поэтому последовательное соединение вращающегося трансформатора 1 и усилителя 5 дает безынерционный канал.

Ф(1 Ф/ "- Х (3) Такой преобразователь при достаточно. простой реализации имеет высокую точность.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токоограничивающий элемент подключен к общей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, После срабатывания комнаратора 4 напряжение на первичной обмотке вращающегося трансформатора 1 меняет свой знак на противоположный,и вновь начинается процесс изменения магнитного потока во вращающемся трансформаторе 1. В результате на выходе компаратора 4 будет последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых зависит от углового положения ротора вращающегося трансформатора.

Действительно, если изменить положение ротора вращающегося трансформатора 1, то ,изменится ЭДС на входе усилителя 5 и его выходной сигнал, а значит изменится и время интегрирования интегратора 6. В результате угол поворота ротора вращающегося трансформатора преобразуется в частоту следования импульсов на выходе компаратора 4.

Усилитель может быль выполнен в виде линейного звена с передаточной функцией т„р+ 3

Ф„=— (1) где Т, — постоянная времени усилителя.

Постоянные времени усилителя и вид его. передаточной функции выбирают так, чтобы . сделать безынерционным канал передачи "напряжение яа первичной обмотке вращающегося трансформатора — выход усилителя".

Передаточная функция вращающегося трансформатора при фиксированном угле поворота может быть представлена в виде

2 7 P+1 (2) 1. Авторское свидетельство СССР Р 739608, кл. G 08 С 9/04, 1977.

2. Патент Великобритании N 1352529, кл. G 4 Н, онублик. 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке

10 N 3256217/18-24, кл. G 08 С 9/04, 1981 (прототип).

Составитель А. Смирнов

Техред И.Гайду

Корректор Г. Решетцик .

Редактор Е.. Папп

Заказ 8393/62

Тираж 642

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре гений н открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 970419 второй токоограничивающий элемент, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены усилитель и суммирующий интегратор, один. вход которого подключен к выходу регенеративного компаратора, другой вход через усилитель соединен с другим концом вторичной обмотки вращающегося трансформатора, а выход через второй токоограничивающий элемент подключен к входу регенеративного компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе