Способ преобразования угла поворота вала в фазу напряжения

Союз Советских Социалмстнцеских Республик1 ц 455355 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) Ч. 1 л 6 08 с 9/00 с присоедицсцием заявки Ле -Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(72) Автор изобретеция А, Г. Мольнар сковский институт электронного машииострден 7 тя"-(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ФАЗУ НАПРЯЖЕНИЯ11 зобретецие относится к ооласти автоматики, вычислительной и измерительцой техники.Известен способ преобразования угла поворота вала в фазу напряжения, основанный ца сравнении фазы опорной последовательности импульсов с фазой последовательности импульсов, пропорниоцальцой углу поворота вала.Недостаточно высокам точность преобразовация при таком способе обусловлена случайными погрешностями, периода и фазы опорцой последовательности и последовательцости имггульсов, пропорциональной углу поворота вала.В устройстве, реализующем известный спо соб, сигналы считываются с непрерывно вратцающегося ротора, несущего равцомерно цацесеццые ца его окружности метки, двумя считывающими элементами, один из которых неподвижен, а другой связан с валом и повора чивается ца измеряемый угол. Выходной сигиал цеподвижпого считывающего элемента является опорцой последовательностью импульсов, выходпой сигнал подвижцого считывающего элемента - последовательностью им пульсов, фаза которых пропорциональна углу поворота вала. Обе последовательцости импульсов имеют одинаковую среднюю частоту, цо сдвинуты цо фазе. Средний сдвиг фаз опредляется относительным углом поворота счи- ЗО тываюгцих элементов, т, е. измеряемым углом.Сдвиг фаз измеряют либо путем иреобразовяиия сигцалов в импульсы тои же частоты и последующего заполцсция ццтервала времени между импульсям". обоих считывающих элементов импульсами от генератора известной частоты, либо цецосредствециым измерецисм фяз между первыми гармониками игцялов обоих считывающцх элементов. Осцовиые п ь греши ости,преобр азова и ия определяются при этом случайными погрешцостями периода и фазы сцгцалов считывающих элементов, вызваццых биением и виорацией ротора и считывающих устройств, неравномерностью скорости вращеиия ротора, погрепгцостью изготовлеция элементов преобразователя и иацееиия меток ца роторе, я также фазовой цогрешцостью, вносимой частотными фильтрами, и- иользуемыми ери цепосредствеццом измереиии фаз между гармоциказги сигналов.Цель изобретения - повышецис точности преобразования угла в фазу цаиряжеция путем усредцеция случайцых погрешностей периода и фазы импульсных иоследовятсльцостей (сигцалов читывяющих устройств).Это достигается тем, что опорную последовательцость имиульов сравнивают по фазе с эталонной цоследовательцостью импульсов, иоследовятсльцость имиульов, фаза которых иропорциоияльия угл. поворота вяля, срявии455355 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 Вают со сдвГнуто го фазе этало:но Оследовательностью импульсов, результаты сравнения усредненяют, в соответствии с перовым усреднением корректируют фазу и частоту эталонной последовательности импульсов, в соответствии со вторым усреднениее - величину фазового сдвига эталонной последовательности импульсов.Блок-схема устройства, реализующего иредлагаемый способ, представлена на фиг. 1; временная диаграмма работы устройства - на фиг. 2.унстроиство;содержит непрерывно вращающийся ротор 1 с равномерно нанесенными на его Окяжности еетками, неподвЖны 2 и подвижный 3 считывающий элементы (подвкный считывающий элемент связан с валом и поворачивается на измеряемый угол), эталонный генератор 4 импульсов, фазовращатель 5, схемы 6 и 7 сравнения и интеграторы 8 и д.Принции работы устройства заключается в том, что сигналы считывающх элементов преооразуют в короткие импульсы, которые используют для формирования двух последовательностей импульсов, опорной и пропорциональной углу поворота вала, следующих со стабильной частотой, равной средней частоте импульсов считывающих элементови сдвинутых одна относительно другой на интервал времени, равный среднему значению интервалов времени между импульсахи от неподвижного и от подвижного считывающих элементов.Сигнал неподэижгого считывающего элемента 2 являепся опорной последовательностью импульсов, следующих с периодом Т+ХТ, где Т - среднее значение периода и ХТ - случайный разброс периода следования импульсов. Моменты времен поступления этих импульсов сравниваются на схеме сравнения с моментами .времени поступления импульсов от генератора 4, вырабатывающего эталонномуо последовательность ияпульсов с периодом Т.Сигнал рассогласования подается на интегратор 8 и усредняется. Усредненный сигнал,корректирует частоту и,фазу эталонного 4генератора. Выходо сигнал генератора про. холит на фазовращатель 5, сдвигаюций этот сигнал по времени (фазе) в соответствия с усредпеым сигналом интегратора 8. Последний усредняет сигнал рассогласования, поступающий со схемы 7 сравения, при помощи которой сравниваются моменты времени поступления импульсов с фазовращателя и моменты времени поступления импульсов с подвижного считывающего элемента.На временной диаграмме (см. фиг. 2) показаны импульсы А эталонного генератора 4 и зона а случайного разброса импульсов неподвижого считывающего эеена, а также и.- пульсы Б на выходе фазовращателя и зона б случайного разброса импульсов подвижного считывающего элемента. Фаза сдвига импульсов Б относительно импульсов А определяется измеряемым углом.нСлучаиные погрешности предлагаемым способом усредняются, а фазовые погрешности минимальны, так как частотные фильтры отсутствуют и сигналы считывающих элементов преобразуются в последовательности импульсов оез предварительно фильтрации высших галло,н ик. Предмет изобрстеия Способ преобразования угла поворота вала в фазу напряжения, основанный на сравнении фазы опорной последовательности импульсов с фазой носледовательности импульсов, пропорциональной углу поворота вала, отличаоиийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, опорную последовательность импульсов сравнивают по фазе с эталонной последовательностью имгульсов, последовательность импульсов, фаза которых пропорциональна углу поворота вала, сравнивают со сдвинутой по фазе эталонной последовательностьо имлульсов, результаты сравненя усредняют, в соответствии с первым усреднением корректируют фазу и частоту эталонной носледовательности импульсов, в соответствии с вторым усреднением - величин) фазового сдвита эталонной последевательост импульсов.455355 Фиа 1 да руз саз 137 НИИПИ в ССС, Обл. тпп. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговл Составитель И. ИазаркиТехред Г Васильева Тираж 624 омитета Совета Мнн етений и открытий Раушская наб., д.45