Преобразователь перемещения в число импульсов

(и) 470843 Союз Советскиа Социалистических Реслублик1) М. Кл. О 08 с 9/О Государственный комнтетСовета Министров СССРво делам изобретенийи открытий 23) Приоритетпубликовано 15.05.75. Бюллетень18ата опубликования описания 21.08.75Устройство относится к системам автоматческого контроля и регулирования. Известны преобразователи перемещения в число импульсов, содержащие двигатель, с валом которого связаны роторы датчика питания фазовращателя и датчика шкалы, роторные обмотки которых соединены с выходом генератора возбуждения, статорные обмотки датчика шкалы подключены ко входам блоков формирования управляющих напряжений, к выходам которых подключены инверторы, статорные обмотки датчика питания соединены со статорными обмотками фазовращателя, синусная обмотка ротора которого соединена со входом формирователя импульсов, выход формирователя импульсов соединен с первым входом логического блока.Недостатками известных устройств являются сложность конструкции и сравнительно низкое быстродействие.С целью упрощения конструкции преобразователя и повышения его быстродействия в преобразователе выходы блоков формирования управляющих напряжений подключены ко вторым входам логического блока, к третьим входам которого подключены выходы инверторов.На чертеже приведена блок-схема устройства,Преобразователь перемещения в число импульсов содержит генератор возбуждения 1,двигатель 2, датчик питания 3, датчик шкалы4, фазовращатель 5, формирователь импуль 5 сов 6, блоки 7, 8 формирования управляющихнапряжений, логический блок 9, ццверторы 10и 11, Выход генератора возбуждения 1 соединен с роторными обмотками датчиков питания 3 и шкалы 4. Вход формирователя ми пульсов 6 соединен со вторичной обмоткойдвухфазного фазовращателя 5, первичные обмотки которого соединены со статорцыми обмотками датчика питания 3. Статорные обмотки датчика шкалы 4 соединены со входами15 формирующих блоков 7 и 8, Выходы блоков 7,8 и формирователя импульсов 6 соединены совходами логического блока 9.Работает преобразователь следующим образом,20 Напряжение синусоцдальной формы частотыоз подается с генератора возбуждения 1 цадатчик питания 3 и датчик шкалы 4, Числопар полюсов (коэффициент электрической редукции) датчика питания 3 равен единице, а25 датчика шкалы 4 равен Р, Датчики питания3 и шкалы 4 могут быть как индукционного,так и емкостного типов, Роторы обоих датчиков вращаются непрерывно со скоростью Одвигателем 2. За один оборот ротора датчика3 О питания 3 вектор магнитного (электрического)= Аг яп а 1 яп (Ра + Ю). поля датчика питания 3 повернется на 2 л эл. град а вектор магнитного (электрического) поля датчика шкалы 4 за один оборот ротора повернется на 2 л Р раз. Сигналы с выхода синусного 5, и косинусного 5 каналов датчика питания 3 (сигналы, снимаемые со статорных обмоток датчика питания) описываются выражениями:5, =А, з 1 па 1 яппи; аргумент которых по огибающей за один оборот вала двигателя 2 изменяется от О до 2 л. Сигналы с выхода синусного 5, и косинусного 54 каналов датчика шкалы 4 (сигналы, снимаемые со статорных обмоток датчика шкалы) описываются выражениями5, =А,япа 1 з 1 пРЮ; аргументы которых по огибающей за оборот вала двигателя 2 изменяется от О до 2 л Р раз.Сигналы 5 З и 54, снимаемые с датчика шкалы 4, поступают на формирующие блоки 7 и 8 соответственно. Каждый формирующий блок представляет собой фазочувствительный выпрямитель и пороговое устройство. Блоки 7 и 8 формируют перепады напряжений из огибающих сигналов 5 з и 54В предлагаемом преобразователе неподвижная шкала образуется перепадами напряжений блоков 7 и 8. Таким образом, в пределах любого полюсного деления датчика шкалы 4 формируется последовательность из четырех импульсов, а за оборот ротора датчика шкалы формируется последовательность из 4 Р импульсов.Питание двухфазного фазовращателя 5 осуществляется выходными сигналами 5, и 5 г датчика питания 3. Сигналы 5, и 5 г, снимаемые со статорных обмоток датчика питания, подаются на косинусную и синусную первичные обмотки двухфазного фазовращателя 5 соответственно. При повороте ротора двухфазного фазовращателя 5 на угол а и при таком питании его получается сигнал 56, снимаемый со вторичной обмотки фазовращателя5, =- Аяп а 1 зш Ы А соз Р л + А, яп а 1При А,=АА=А" и А, А=А, А"=5 выражение для 5 з можно записать5,: - Аг з 1 п а 1 (з 1 п Й 1 сОз Р а + соз Ы з 1 п Ра) -5 10 15 20 25 зо 40 45 50 55 Таким образом, на выходе двухфазного фазовращателя 5 получается сигнал 5, приращение фазы которого пропорционально приращению угла поворота вала.По сигналу 5; формирователь импульсов 5 формирует короткий по длительности импульс, соответствующий переходу огибающей сигнала 54 через нулевое положение от отрицательных значений к положительным. По перемещению импульса, сформированного формирователем импульсов 6, относительно неподвижной шкалы логический блок 9 формирует импульсы, число которых пропорционально приращенио угла поворота вала и выдает их по одному из каналов вращение влево или вращение вправо в зависимости от направления вращения контролируемого вала.За один оборот роторов датчиков питания 3 и шкалы 4 выдается один импульс с формирователя импульсов 6 и Р импульсов с каждого блока 7, 8 (4 Р импульсов неподвижной шкалы), Так как в предлагаемой схеме преобразователя фаза электрического сигнала, снимаемого с фазовращателя 5 в пределах любого полюсного деления его, квантуется ца 4 Р дискретных значений, то при использовании двухфазного фазовращателя с числом пар полюсов (коэффициентом электрической редукции) равным, например, Р, разрешающая способность предлагаемого преобразователя будет определяться выражением Предмет изобретения Преобразователь перемещения в число импульсов, содержащий двигатель, с валом которого связаны роторы датчика питания фазовращателя и датчика шкалы, роторные обмотки которых соединены с выходом генератора возбуждения, статорные обмотки датчика шкалы подключены ко входам блоков формирования управляющих напряжений, к выходам которых подключены инверторы, статорные обмотки датчика питания соединены со статорными обмотками фазовращателя, синусная обмотка ротора которого соединена со входом формирователя импульсов, выход формирователя импульсов соединен с первым входом логического блока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия работы устройства, выходы блоков формирования управляющих напряжений подключены ко вторым входам логического блока, к третьим входам которого подключены выходы инверторов,470843Составитель В, Рыгалин Редактор Б. НанкинаКорректор Л. Денисова Заказ 195413 Изд. Юо 1459 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 475Типография, пр. Сапунова, 2