Преобразователь угла поворота вала в синусно-косинусные сигналы

(53) 681.325(088,8) олев в 2. Электромех эователи угла с з цией, Под.ред. А "Энергия", 1978, тотип). бра еду анические пр лектрическо А,Ахметжано с. 49, рис. И. 1 (пр(56) 1. Авторское свидетельство СССРЮ 773426, кл. С О 1 В 7/30, 1.980.)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОА ВАЛА В СИНУСНО-КОСИНУСНЫЕ СИГНАсодержащий магнитопроводящие беэобмоточннй ротор и зубчатый статор, в пазах которого расположена обмотка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, в него введены два дифференциальных усилителя и делитель напряжения, подключенный параллельно обмотке, первый отвод обмотки и первый выход делителя напряжения соединены с входами одного дифференциального усилителя, а второй отвод обмотки и второй выход делителя напряжения - с входами другого дифФференциального усилителя. О1037308 50Изобретение относится к приборамавтоматики и может бь использованов электромеханических устройствах,осуществляющих преобразование углаповорота вала в модулированные поамплитуде в Функциях синуса и косинуса угла поворота напряжения переменного тока.Известен преобразователь угла по. ворота вала в синусно-косинусныесигналы на основе магниторезистив"ного датчика, содержащий два магнитопровода с расположенными по окружности зубцами, постоянный магнит,магнитоцувствительные элементы выполненные в виде магниторезистивнойматрицы.Выходной сигнал магниторезистивнойматрицы - изменяющиеся по синусномуи косинусному закону сопротивлениягрупп магниторезисторов. Выделениесинусно-косинусной зависимости магниторезистивной матрицы осуществляют,как правило, мостовым методом 11.Недостатком данного преобразователя является значительный температурный коэффициент сопротивления магни"торезисторов, что ограничивает использование преобразователя в широкомтемпературном диапазоне без термостабилизации или усложняет преобразователь.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является преобразователь угла поворота валав синусно-косинусные сигналы (индукционный редуктосин), содержащиймагнитопроводящие безобмоточныйзубчатый ротор и зубчатый статорс повторяющимися частями, в пазахкоторого расположены обмотка возбуждения и две выходные синуснаяи косинусная обмотки 12.Недостатком известного преобразователя является наличие в пазахстатора трех обмоток - возбужденияи выходных синусной и косинусной,что усложняет преобразователь,так как эа счет необходимости од, новременной намотки выходных синус"ной и косинусной обмоток, особеннопри использовании распределенныхобмоток, процесс изготовления обмоток является трудоемким и практически не механизированным. Целью изобретения является упроще. ние преобразователя угла поворота вала в синусно-косинусные сигналы. Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в синусно-косииусныесигналы, содержащий магнитопроводя 5 щие безобмоточный ротор и зубчатыйстатор, в пазах которого расположена обмотка, введены два дифференциальных усилителя и делитель напряжения, подключенный параллельно об мотке, первый отвод обмотки и первыйвыход делителя напряжения соединеныс входами одного дифференциальногоусилителя, а второй отвод обмоткии второй выход делителя напряжения 15 с входами другого дифференциальногоусилителя.На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в синусно-косинусные 20 сигналы.Преобразователь содержит магнито- проводящие безобмоточный ротор 1 изубчатый статор 2 с четырьмя повторя.ющимися частями. В пазах статора 2расположена обмотка 3, параллельнокоторой подключен делитель 4 напряжения, состоящий, мапример, из четырех последовательно соединенных резисторов. Общая точкапервой и ЗО второй, повторяющихся частей обмотки3 и первый выход делителя 4 напряжения соединены с входами одного дифференциального усилителя 5,а общая:точка В третьей и четвертой пов- .торяющихся частей обмотки 3 и второй выход делителя 4 напряжениясоединены с входами другого дифференциального усилителя 6,Преобразователь угла поворота ва ла в синусно-косинусные сигналы ра,ботает следующим образом.Иогнитопроводящие ротор 1 и статор2 выполнены так 1 например, отношения числа зубцов ротора 1 и статора2 равно 3/4), что активно - индуктивные сопротивления Е повторяющихсячастей обмотки 3 соответственно равны ко . ХЕ = -- (4+ Ксан рос); (1)о Хо2,- ,1-с ьпр к); С 2)З = - т 1 - 1-1 с со р с )коХо) 55 4 4,1- 1 ь" и рф.)(41где 4, - угол поворота вала;Й " активное сопротивление обмотк 1Составитель А.СидоренкоРедактор Л.Гратилло Техред И.Гергель Корректор В.Гирняк Заказ 6016/53 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 1/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч 3 103- мнимая единица;М - индуктивноесопротивлениеобмотки;К - коэффициент модуляции;Р. - передаточное отношениеэлектрической редукции.Для получения приведенной зависи, мости ротор 1 должен быть цилиндриЧеским со смещенной осью вращения или числа зубцов ротора 1 и статора 2 должны относиться как 4 вф 11, где1 пП - целые числа.бсли обеспечить протекание переиенного тока через обиотку 3, то отношение Г напряжения на повторя-. ющейся части обмотки 3 к напряжению на всей обмотке для первой и четвертой повторяющихся частей равны со- ответственно ЙоФ 1 о 1 к сов рк)4 йо 4 Ко"оЧХо 14 )Ып рК)4 а +; (6)Делитель 1 напряжения, подключенный параллельно Ьбмотке 3, обеспечивает коэффициенты деления на первом и,втором выходах, т,е. отношение напряжения на его первом выхо,де относительно точки 8 или напряжения на его втором выходе относительно точки б к напряжению на обмотке .3, равными 1/1.Один дифференциальный усилитель 5 осуществляет вычитание сигналов общей точки д первой и второй .повторяющихся частей обмотки 3 и первого выхода делителя ч напряжения, а другой диФФеренциальный усилитель 7308 46 осуществляет вычитание сигналовобщей точки, третьей и четвертой пов,торяющихся частей обмотки 3 и второговыхода делителя ч напряжения. Коэффициенты передачи С ( С) и. 5(о )отношение напряжения на выходеодного 5 и другого 6 дифференциальных усилителей соответственно к напряжению на обмотке 3равны соответственнос ( й 1 = Г - - = -- СОБР ю 6( 7)1 3 с 1+534 ФДХК15МК)=1,1- - = -1. юпрф) .(8)когде о1 оТаким образом, при эапитыванииобмотки 3 предложенного преобразователя угла поворота вала в синусно-.косинусные сигналы переменным напря"жением на его выходах формируютсямодулированные в функциях синуса икосинуса угла поворота .переменныенапряжения, Фазовый сдвиг которыхотносительно эапитывающего не зависитот угла поворота.Техническое преимущество предложенного преобразователя угла поворота вала в синусно-косинусные сигна-лы состоит в том, что за. счет .введения делителя напряжения и двух дифференциальных усилителей, реализуемых,как правило, на серийно выпускаемыхмикросхемах, удалось упростить преобразователь, т,е. исключить трудоемкий процесс изготовления выходных синусной и косинусной обмоток, чем иопределяется эффект от его использования.40