Преобразователь перемещений в фазу синусоидального сигнала

(191 (11 11 а Г,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСК СВИДЕТ ТВУ ся в суммирующем усилителе 3 с сигналом с второй выходной обмотки датчика 1 перемещений. Усиленный суммарный сигнал поступает на вход интегратора 4, выходной синусоидальный сигнал которого содержит информацию оперемещении, Фильтр 5 низкой частоты осуществляет отрицательную обратную связь по низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя, В результате того, что преобразователь снабжен интегратором 4 скомпенсацией дрейфа, в его выходномсигнале с помощью отрицательной обратной связи на основе Фильтра 5 низкой частоты достигается уменьшениесоставляюЩей динамической ошибки,обусловленной влиянием скорости перемещения, и полное устранение составляющей динамической ошибки, обусловленной влиянием ускорения перемещения на результат преобразования. ил.1 1( 25ственное объеди 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР( 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВФАЗУ СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике. Цельюизобретения является повышение точности эа счет уменьшения динамической ошибки преобразования. Сигналсинусоидальной Формы с первой выходной обмотки датчика 1 перемещенийдифференцируется в дифференцирующемэлементе 2 сдвига фазы н суммирует 492217 А 1+ Ы+ (о) Изобретение относится к автоматике и и-.,меритепьной технике и можетбыть использовано при создании прецизионных быстродействующих приводов 5пода" на базе линейных двигателейпереме н Кго тока,Цепь изобретения - повышение точности за счет уменьшения динамической ошибки прек бразоваиия, 1 ОНа чертеже представлена Функциональная схема преобразователя.Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1 перемещений, диф.Фер-пцирующий элемент 2 сдвига Фазы,вход которого соединен с первым выходом датчика 1, суммирующий усилитель 3, первый вход которого соединен с вь:ходом элемента 2 сдвига Фазы, а второй вход соединен с вторымвыходом датчика 1, интегратор 4,входкоторого соединен с выходом суммирующего усилителя 3, а выход является выходом преобразователя, и Фильтр5 низкой частоты ФНЧ), вход которого соединен с выходом интегратора 4,а выход - с третьим входом суммирующего усилителя 3.Преобразователь работает следую 30щим образом.Сформированный датчиком 1 пульсирующий магнитный поток, меняющийсяпо синусоидаль ном у закону, индуцирует в первой выходной обмотке датчикаЭЦС, которая поступает на вход 35элемента 2 сдвига Фазы, где происходит дифференцирование сигнала ек присохранении неизменной его амплитуды.Выходной сигнал элемента 2 сдвигафазы поступает в суммирующий усилитель 3, где суммируется с ЭЦС е,индуцируемой во второй выходной обмотке датчика 1. Суммарный сигнал Усиливается и с 45 выхода суммирующего усилителя 3 поступает на вход интегратора 4. Выходной сигнал интегратора 4 представляет собой синусоидальный сигнал, Фаза которого содержит информацию о пеРемещении. ФНЧ 5, соединяя выход интегратора 4 с входом суммирующего усилителя 3, осуществляет отрицательную обратную связь по низкочастотной составляющей выходного сигнала преобразователя. Информационный сигнал, поступающий на вход интегратора 4, и помехи, порождающие дрейф его выходного сигнала, разнесены в частотной области. Так как фНЧ 5 не пропускаетинформационную составляющую выходного сигнала преобразователя, то обратная связь компенсирует дрейф интегратора 4 без внесения ошибки в результат преобразования,Чожно показать, основываясь наструктурной схеме преобразователя,отражающей математические операции,выполняемые при преобразовании перемещений в фазу сигнала, что выходнойсигнал преобразователя определяетсясоотношением ев е = К(2 + он)81 п(Ж + ок. ооеоер + о) - осзз.п(И 1 - о ), (1) К - постоянный коэФФициент,определяемый параметрамиустройства;42 - частота возбуждения;Ы - перемещение подвижнойчасти датчика;- -кМ ЯЙо(нормированная скоростьБперемещения.Для устройства-прототипа выходнойсйгнал определяется соотношением еК(1+с 2 ц) (2 +% аы,где ля =- - нормирована асное ускорение перемещения,1 Положим, что Ы= О, тогда для преобразователя фаза Ро сигнала,ц еооо представляющая собои оценку перемещения, определяется соотношениемК " поеое= (1 + о 2 н)Кок (3) аналогично Фазао . Для устройст- ва-прототипа Точность, аппроксимации перемещения М Фазойвыходного сигнала оп1492217 Составитель О,Смирнов Техред Л.Олийнык Корректор Т,Малец Редактор А .Шишкина Заказ 3866/44 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ределяется степенью отклонения от единицы коэффициентов преобраэования1(Ы,) формулах (3) и (4) соответственно.Из соотношений (3) и (4), учитывая, что (Ы( с 1, следует, что при равных модулях скоростей перемещения/ск/ максимальная ошибка преобразования всегда меньше у рассматриваемого преобразователя, При этом, с увеличением модуля скорости это преимущество возрастает, а иэ соотношенийи (2) следует, что выходной сигнал преобразователя не зависит от ускореанияя перемещения, следовательно, в нем отсутствует составляющая динамической ошибки, обусловленная влиянием ускорения перемещения, характерная для выходного сигнала устройства-прототипаТаким образом, уменьшение совокупной динамической ошибки преобразования обеспечивает повышение точности преобразования, что позволяет расширить динамические воэможности приводов переменного тока с частотно-токовым управлением как эа счет более точного формирования требуемых управляющих токов двигателей, так и засчет более точного измерения текущего положения исполнительных механизмов приводов.Формула изобретения Преобразователь перемещений в фазу синусоидального сигнала, содержащий синусно-косинусный датчик перемещений, дифференцирующий элемент сдвига фазы, вход которого соединен спервым выходом синусно-косинусного 15 датчика перемещений, и суммирующийусилитель, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующегоэлемента сдвига фазы, а второй вход -с вторьи выходом синусно-косинусного 20 датчика перемещений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности эа счет уменьшения динамической ошибки преобразования, онснабжен интегратором, вход которого 25 соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход является выходомпреобразователя, и фильтром низкойчастоты, вход которого соединен свыходом интегратора, а выход - с ЗО третьим входом суммирующего усилителя.