Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов

)4 Н 03 М /6 МИТЕТ РЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР И ОТНИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСН еФаа 4 4 й ративумматорыель 11(71) Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) А,Г,Попов, В.Г.Попов, Н,К,Пылаев, С.С.Загоруйко и Н,В.Поваров (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 970418, кл. Н 03 М 1/50, 1981.Авторское свидетельство СССР 9 970419, кл. Н 03 М 1/60, 1981, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в сис темах автоматического регулирования. С целью повышения точности путем уменьшения температурной погрешности в преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор (ВТ) 1, токоограничивающие элементы (резисторы) 2 и 3, усилитель 4, сум мирующий интегратор 5, регене ный компаратор 6, введены с 7, 8, фильтры 9, 10, выпрямит 80147131 ключ 12, инвертор 13. При включении преобразователя в первичной обмотке ВТ 1 под воздействием выходного напряжения сумматора 7 протекает ток,. На вторичной обмотке ВТ 1 наводится ЭДС, поступающая через усилитель 4 на вход суммирующего интегратора 5, где суммируется с выходным сигналом компаратора 6 и интегрируется до момента достижения его выходным сигналом величины порога срабатывания компаратора 6. После срабатывания компа- ратора 6 напряжение на первичной обмотке ВТ 1 .меняет свой знак на противоположный и процесс работы преобразователя повторяется. При изменении угла поворота изменяется ЭДС во вто- Я ричной .обмотке ВТ 1 и изменяетоя выходная частота преобразователя, Увеличение температуры приводит к уменьшению напряжения на первичной обмот- Ъ ю ке ВТ 1 и снижению частоты автоколебаний компаратора 6, компенсируя ув личение частоты автоколебаний вслед ствие повышения скорости изменения тока в первичной обмотке ВТ 1, вызванной повышением температуры. 2 ип. фффффИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулирования.Цель изобретения в .повышение точ 5 ности преобразователя путем уменьшения температурной погрешности,На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временная диаграмма его работы. 10Преобразователь содержит вращаю щийся трансформатор (ВТ) 1, токоограничивающие элементы (резисторы) 2 и 3, усилитель 4, суммирующий интегратор 5, регенеративный компаратор 6, 15 первый 7 и второй 8 сумматоры, первый 9 и второй 1 О Фильтры, выпрямитель 11, ключ 12 и инвертор 13.Преобразователь работает следующим образом. 20При включении преобразователя выходной сигнал регенеративного компаратора 6 (фиг.2 а) принимает одно из значений, соответствующих уровню насыщения его статической характеристики. Под воздействием выходного напряжения сумматора 7 по первичной обмотке ВТ 1 начинает протекать ток. Этот ток приводит при неизменном угле поворота ВТ 1 к изменению магнит ного потока, пронизывающего вторич,ную обмотку ВТ 1, в результате чего на последней наводится ЭДС, Эта ЭДС поступает на вход усилителя 4, выходной сигнал которого суммируется с 35 выходным сигналом регенеративного компаратора 6,. а затем .интегрируется в суммирующем интеграторе 5 до момента достижения его выходным сигналом величины порога срабатывания 40 регенеративного компаратора 6.После срабатывания регенеративного компаратора 6 напряжение на первичной обмотке ВТ 1 меняет свой знак на противоположный, .и вновь процесс 45 в указанных элементах преобразователя с точностью до знака повторяется.Изменение угла Ы, поворота вала ВТ 1 приводит к изменению величины наводимой ЭДС во вторичной обмотке ВТ 1 и к изменению времени достижения выходным сигналом суммирующего интегратора 5 уровня срабатывания регенеративного компаратора 6, а значит к 55 изменению частоты 2 автоколебаний регенеративного компаратора 6.В установившемся режиме, когда среднее значение напряжения на выходе регенеративного компаратора 6 равнонулю, на выходе фильтра 9 появляется сигнал Б (фиг.26) с нулевым средним, который равен падению напряжения У на элементе 2 (фиг.2 в),В связи с тем, что выходной сигнал У Фильтра 9 меняет свою амплитуду при изменении частоты автоколебаний преобразователя аналогично изменению амплитуды падения напряжения Бна элементе 2, то при постоянной температуре материала магнитопроводаВТ 1 среднее значение выпрямленногосигнала Б , полученного с выхода выпрямителя 11 (Фиг2 г) равно разности:и, - -, и, - и, а,огде- длительность периода,При этом величина У зависит отхарактера частных циклов перемагничивания магнитопровода ВТ 1. 11 ри увеличении температуры частный цикл деформируется, Это приводит к уменьшениюкоэффициента самоиндукции, котораяпрактически не влияет на коэффициентвзаимной индукции между первичной ивторичной обмотками ВТ 1,Таким образом, увеличение температуры приводит, с одной стороны, кросту частоты автоколебаний преобразователя в силу увеличения скоростиизменения тока в первичной обмоткеВТ 1 и, как следствие, к увеличениюЭДС во вторичной обмотке ВТ 1, а сдругой стороны - к изменению формыи амплитуды выходного сигнала на элементе 2.Рост амплитуды напряжения на элементе 2 приводит к росту разности напряжений (Б -У ) на выходе сумматора8, которая затем выпрямляется в выпрямителе 11 и фильтруется в Фильтре 10. При этом напряжение на выходефильтра 10 возрастает,В положительный полупериод автоколебаний выходного сигнала регенеративного компаратора 6 сигнал с выхода фильтра 10 через вход ключа 12 иинвертор 13 подается на второй входсумматора 7, В отрицательный полупериод выходной сигнал фильтра 1 Оподается непосредственно на первыйвход сумматора 7. В результате этоговыходной сигнал сумматора 7 соответствует сигналу компаратора 6 и представляет собой колеблющееся относительно нуля напряжение с нулевымсредним.Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого через первый токоограничивающий элемент соединен с общей шиной,30 147131Увеличение температуры приводит к изменению частных циклов перемагничивания магнитопровода ВТ 1, к снижению коэффициента самоиндукции пер 5 вичной обмотки ВТ 1 и к уменьшенио напряжения на первичной обмотке ВТ 1. Это уменьшение напряжения влечет за собой снижение частоты автоколебаний преобразователя, компенсируя тем самым рост частоты автоколебаний в силу увеличения скорости изменения тока в первичной обмотке ВТ 1, вызванной повышением температуры(фиг.2 д). 15Экспериментальные исследования преобразователя показывают высокую температурную стабильность статической характеристики при использовании вращающихся трансформаторов типа 20 ВТММ при изменении температуры в пределах 20 - бО С. При этом отклонение статической характеристики преобразователя не превышает 3725Формула изобретения 1 4один вывод вторичной обмотки вращающегося трансформатора соединен с общей шиной, а другой через усилительс первым входом суммирующего интегратора, выход которого через второйтокоограничиваюший элемент соединен с входом регенеративного компаратора, выход которого является выходом преобразователя и соединен свторым входом суммирующего интегратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первыйи второй сумматоры, выпрямитель, первый и второй фильтры, ключ и инвертор, выход регенеративного компаратора соединен с первым входом первогосумматора, с управляющим входом ключа и через первый фильтр - с вычитающим входом второго сумматора, суммирующий вход которого подключен к первому выводу первичной обмотки вращающегося трансформатора, выход второ- ,го сумматора через последовательносоединенные выпрямитель и фильтр сое. -динен с информационным входом ключа,первый выход ключа через инвертор соединен с вторым выходом ключа и свторым входом первого сумматора, выход которого соединен с вторым выводом первичной обмотки вращающегосятрансформатора.