Преобразователь углового положения вала в цифровой код

О П И С А Н И Е 186 УУИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Саеетских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04,Х.1963 ( 855483/26-24) Кл, 42 гп, 15 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано ОЗ,Х.1966, Бю ПК 606 Комитет по делам гобретеиий и открыт при Совете Мииистро СССР681.142,07:53,087. .92 (088.8) тень19 та опубликования описания 1.Х 1.1966 г Я. Карасик стен ия явит РЕОБРАЗОВАТЕЛЪ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В ЦИФРОВОЙ КОДб датчика с поИзвестны преобразователи углового положения вала в цифровой код, содержащие генераторы сигналов с механической модуляцией, смесители и счетчик импульсов.Предложенный преобразователь отличаетсяот известных тем, что в нем один из генераторов, связанный с измеряемым валом, имеет число зубцов или других элементов генерирования Л, отличное от числа зубцов Л, и Лг двух других генераторов, причем абсолютная величина разности Л, - Лг равна Л, - Лг.Это увеличивает чувствительность устройства.Кроме того, для повышения разрешающейспособности, в устройстве использован умно- житель частоты сигнала, включенный на вход счетчика.На чертеже дана принципиальная схемапреобразователя.Измеряемый вал 1 связан с немагнитнымфланцем 2, на котором укреплен зубчатый венец 3 из магнитопроводящего материала.Такой же зубчатый венец 4 укреплен на не- магнитном фланце 5, связанном с валом б двигателя 7,Неподвижно установленная магнитная система 8 состоит из постоянного магнита и катушки индуктивности. Магнитный поток постоянного магнита проходит через зубчатые венцы 8 и 4. Зубчатые венцы 3 и 4 имеют по Ут зубцов и при вращении вала б со скоростью и об/сек генерируют в катушке магнитной системы 8 сигнал, частота которого 1 = = а Л,. В немагнитном корпусе 9 укреплены зубчатые венцы 10 и 11,Зубчатый венец 12, имеющий Л, зубцов, укреплен на вращающемся фланце 5. Вместе с венцом 10, также имеющим 71 зубцов, и магнитной системой 13 он образует генератор сигнала, частота которого е = и Ло.Неподвижный зубчатый венец 11 и вращающийся вместе с немагнитным фланцем 14 на валу б зубчатый венец 15, имеющие по Лг зубцов, генерируют в магнитной системе 1 б сигнал с частотой г = и Ег,Двигатель 7 вращает валстоянной скоростью и об 1 сек.Каждый из трех генераторов сигналов может быть выполнен так, что сигналы создаются при работе всех зубцов одновременно, Это позволяет получить сигналы большей величины и снизить требования к точности изготовления зубчатых венцов и сборки датчика.Итак, датчик генерирует три сигнала разной частоты т, 2 и г. Если Л, - 22 = Лг -- 2= т,тоит - Ь= з - 1 т=атттСигналы с частотой и е подаются на блок 17, состоящий из смесителя и фильтра низкой частоты. На выходе блока получается сигнал, содержащий переменную составляющую разностной частоты Р, = , - 2. Фазасигнала разностной частоты Р, определяется фазой сигнала Ф с частотой , поскольку сигналсвязан с неподвижным венцом 11 и остается неизменным по фазе. Фаза Ф, сигнала , а следовательно, и Р изменяется от 0 до 360 при поворотезубчатого венца 3 на один шаг зубцов, т. е. Ф, = У, р.Сигналы с частотой , и з подаются на блок 18 такой же, как блок 17, на выходе которого получается сигнал разностной частоты Рг = 1 з - . Фаза Фг этого сигнала разностной частоты Р., также определяется только фазой сигнала , и изменяется от 0 до 360 при повороте р зубчатого венца 3 на один шаг зубцов, т. е. Фз = Л р.При определенной величине ср угла поворота венца 3 фазы Ф и Фг сигналов Р, и Рг сдвигаются на одинаковую величину, но в разные стороны. В таком случае результирующий сдвиг фазы Ф между сигналами Р и Р, составит значение Ф = 2 Лр, Таким образом, поворот вала 1 с зубчатым венцом 3 вызывает в 22 раз больший сдвиг фазы двух сигналов, выделяемых предлагаемым устройством.Один из этих сигналов, например, Рг, используется в качестве старт-импульса, открывающего вентильное устройство 19, При этом высокочастотный сигналпроходит через вентильное устройство 19 на счетчик 20. Сигнал Р, используется в качестве стоп-импульса, закрывающего вентильное устройство 19 и 5 1 О 15 20 25 зо доступ высокочастотного сигналана счетчик 20. В результате на счетчике зафиксируется число, характеризующее сдвиг фазы сигналов Р, и Р являющееся мерой угла поворота вала 1 в пределах половины шага зубцов Л,. Для повышения разрешающей способности датчика сигнал , может быть умножен по частоте в умножителе 21.Сброс отсчета, съем показаний со счетчика 20 и другие операции могут производиться по известным схемам.Описываемый преобразователь можно применять в разработках ГОИ и других предприятиях оборонной промышленности.Предмет изобретения1. Преобразователь углового положения вала в цифровой код, содержащий генераторы сигналов с механической модуляцией, смеси- тели и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, один из генераторов, связанный с измеряемым валом, имеет число зубцов или других элементов генерирования Л, отличное от числа зубцов 2, и г"., двух других генераторов, причем абсолютная величина разности Яв - Л равна 2 - Лз,2. Преобразователь по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в нем использован умножитель частоты сигнала, включенный на вход счетчика.186771 гоставитель А, Иванова Редактор Л. А. Уехред Т. П. Курилко Корректор В. П. Федулова Заказ 3282/18 Тираж 1075 Формат бум. 60 Х 90,8 Объем 0,24 изд. л. Подписное Ц 11 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типогр