Преобразователь угла поворота вала в код

Номер патента: 642755

Авторы: Погарский, Филатов, Шаповалов, Ясашин

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз Советскнк Сфцнапистичееиии РеспубликГос арственный комитесссрелам изобретенийи открытий(72) Авторыизобрете 1) Заявитель Всесоюзный ордена трудового красного знаменй.научно-исследовательский институт буровой техни т4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД ивает- пряжемотки е,изметоч тем ой и твуе ажен к области частности гловых переата измеретение отно ьной техни твам иэмервыдачей р ровом коде ится и, в Изобрмеритеустройщенийявци ойо ф э азойстдей-.ут Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик (первичный преобразователь), например, в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора и дискретные делители напряжения )11 .Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий соединенный с входнЫм валом синусно-косинусный датчик и делители напряжений 2) .Недостатками известных преобр вателей являются низкое быстроде вие и невысокая точность. Быстро ствие такого преобразователя в л шем случае не может быть выше, чем 8-10 периодов опорного сигнала из-эа наличия инерционных элементов, например, фазочувствительных детекторов и фильтров, что особенно сказывается на низких- частотах опорного сигнала и высоких скоростях изменения контролируемого параметра. Невысокая но лавлся, например наниями синусн к обвсегда сущес т азвносящий иск ия р у татрения.Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия иточности преобразователя,цель достигается тем, что в предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код введены цепочки изпоследовательно соединенных реле,ключа и компенсационного элемента,элемент задержки, поляризованные реле, ключевые элементы, многоустойчивые элементыпервый инвертор, дешифратор, блок ввода информации ипоследовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующаяцепочка, второй инвертор, умножительчастоты и формирователь, выход которого подключен к одному из входовпервого ключевого элемента непосредственно и через элемент задержки кодному иэ входов второго ключевогоэлемента, другие входы ключевых элементов соединены с выходами синуснокосинусного датчика, выход первогоключевого элемента соединен с одниммногоустойчивого элемента 28, а сигнал с Выхода ключевого элемента12 - на вход дискретного делителянапряжения 2. Управляющие выходы многоустойчивого элемента 28 соединены с соответствующими входами делителя 2 (соответственно выходы многоустойчивого элемента 29 соединены со входами делителя 3). Многоустойчивый элемент 28 коммутирует делитель 2 в соответствии с амплитудой сигнала с выхода ключевого элемента 11. На выходе делителя2 Формируетс 1 импульсный сигнал, амплитуда которого пропорциональна отношению сигналов с выходов ключевыхэлементов 11 и 12, При этом исключа- )5 ется влияние на результат измеренияизменений амплитуды опорного сигнала.Полярность импульса с выхода ключевого элемента 11 Выделяется поляризованным реле 21, на второй вход 20 которого подаются прямоугольные сигналы с выхода усилителя-ограничителя 4, соответствующие полупериодамопорного сигнала. Такая схема Включения позволяет получить достоверную инФормацию о полярности импульса с выхода ключевого элемента 11в течение всего периода опорного сигнала и таким образом определить полуплоскость, в которой расположенвторой луч искомого угла.Далее импульс с выхода блока 2поступает на инвертор 7 и на второеполяризованное реле 22. Инвертор 7инвертирует только импульсы с отрицательной полярностью, обеспечивая,таким образом, поступление на второймногоустойчивый элемент 29 однополярных импульсов, В соответствиис амплитудой и импульсами, поступившими с выхода инвертора 7, много устойчивый элемент 9 совместно сделителем 3 осуществляет арктангенсное преобразование в пределах углов0-90, Амплитуда импульсов на выходе делителя 3 пропорциональна углуповорота В этих пределах.Поляризованное реле 22, включенное на выходе блока 2, определяетполярность импульсов на выходе этогоблока и, таким образом, определяетквадрант, в котором располагаетсявторой луч искомого угла. ИНФормация гс выходов поляризованных реле 21 и22 поступает на дешиФратор 27.С выхода блока 3 импульс поступает на реле 17 и ключ 13. При превра"цении амплитудой импульса поворота.г чувствительности реле 17 оно срабатывает и переключает ключ 13 так,что импульс проходит через компенсирующий элемент 23. Далее импульспоступает на второй ряд последова 60 тельно Включенных реле 18 и ключа14, а через ключ - на компенсирующийэлемент 24 при превышении порога 5 срабатывания реле 18 и непосредствен 3 6427551из входов первого поляризованного реле и через первый многоустойчивыйэлемент - с входами первого делителянапряжения, другой вход первого поляризованного реле соединен с Выходомусилителя-ограничителя, Вход которого объединен со входомсинусно-касинусного датчика и подключен к источ-,нику опорного напряжения, выход первого делителя напряжения через последовательно соединенные первый инвертор и второй многоустойчивый элемент соединен со входами второго делителя напряжения и через второе поляризованное реле с первым входом дешиФратора, выход второго делителянапряжения соединен со входами релеи ключа первой цепочки, Входы релеи ключа каждой последующей цепочкиобъединены и подключены к выходам ключа и компенсационного элемента каждой предыдущей цепочки, выходы которых подключены к соответствующим входам дешиФратора, выход которого подключен к блоку ввода инФормации,На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код.Преобразователь состоит из синусно-косинусного датчика 1, делителейнапряжения 2 и 3, усилителя.-ограничителя 4, диФференцирующей цепочки 5,инверторов 6 и 7, умножителя частоты8, Формирователя 9, элемента задержки 10 импульсов, ключевых элементов11, 12, ключей 13-16, реле 17-20,поляризованных реле 21,. 22, компенсирующих элементов 23-26, дешифратора 27, многоустойчивых элементов 28,.29, устройства 30 Вывода инФормации.Устройство работает следующим образом.На выходе датчика 1 Формируютсясинусоидальные сигналы, амплитудыкоторых пропорциональны синусу и косинусу текущего значения угла поворота с Из этих сигналов при помощиключевых элементов 11 и 12, которые,кратковременно открываясь, пропускаютсигналы с выхода датчика, Формируются импульсные сигналы с амплитудойпрспорциональной текущему мгновенному значению сигналов, Частота этихи 4 пульсных сиГналОВ ВО мноГО разпревышает период опорного сигнала ОУправляющие импульсы Формируются из4 парного сигнала при помощи цепочкипоследовательно Включенных блоков;усилителя-ограничителя 4, диФФеренцирующей цепочки 5, инвертора б, умножителя частоты 8 и Формирователя9 импульсов.Для компенсации Влияния Фазовогосдвига между сигналами с выходов датчика элемент задержки 10 импульсовсдвигает моменты открывания ключевыхэлементов 11 и 12,Импульсный сиГнал с Выхода ключеВОГО элемента 11 пОДается на ВХОД642755 но на следующий каскад - в противномслучае. Далее процесс протекает анапогично,Число каскадов последовательновключенных реле, ключей и компенсирующих элементов соответствует числуразрядов преобразователя (например,числу двоичных разрядов), причем по- дрог срабатывания реле и вес компенсирующего элемента каждого последующе-о разряда меньше, чем предыдущего.Код угла соответствует номерамсработавших (1) и несработавших (0) 10реле. Эта информация с выходов релепоступает на дешифратор, где сумкируется со значениями, полученнымис выходов реле 21 и 22.Результат преобразования выдает- (6ся цифровым устройством 30 выводаинформации. При необходимости информация об угле за несколько оборотовнакапливается,Преобразователь обеспечивает высокое быстродействие, равное долипериода опорного сигнала, что важнопри низких частотах опорного сигналаи высоких скоростях изменения контролируемого угла. Высокая точностьобеспечивается благодаря исключениювлияния фазовых сдвигов между напряжениями с выходов датчиков и исключению влияния изменений амплитуды опорного сигнала на результат преобразовавайия. Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий соединенный с входным валом синусно-косинусныйЯ датчик и делители напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью пбвышения быстродействия и точности преобразователя, в него введены цепочки из последовательно соеди н ненных реле, ключа и компенсационного элемента, элемент задержки, поляризованные реле, ключевые элементы, кногоустойчивые элементы, первый инвертор, деш.фратор, блок ввода ин формации и последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифферен" цирующая цепочка, второй инвертор, умножитель частоты и формирователь выход которого подключен к одному из входов первого ключевого элемента непосредственно и через элемент за.держки к одному из входов второго ключевого элемента, другие входы ключевых элементов соединены с выходами синусно-косинусного датчика, выход первого ключевого элемента соединен с одним из входов первого поляризо-. ванного реле и через первый много- ,устойчивый элемент - с входамн первого делителя напряжения, другой вход . первого поляризованного реле соединен с выходом усилителя-ограничителя, вход которого объединен со входом синуснокосинусного датчика и подключен к источнику опорного напряжения, выход первого делителя напряжения через последовательно соединенные первый инвертор и второй многоустойчивый элемент соединен со входами второго делителя напряжения и через второе поляризованное реле с первым входом дешифратора, выхок второго делителя напряжения соединен со входами реле и ключа первой цепочки, входы реле и ключа каждой последующей цепочки объединены и подключены к выходам ключа и компенсационного элемента каждой предыдущей цепочки, выходы которых подключены к соответствующим входам дешифратора, выход которого подключен к блоку ввода информации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Зверев А.К. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 143.2, Зверев А.Е. н др. фПреобразо" ватели угловых перемещений в цифровой юсод.Л.,Энергия,1974,с.147,рис.72.,ЯИИПИ Заказ 7766/49ираж 709 Подписное Филиал ППП Патент,г.ужгород,. Ул,Проектная,4Ф

Смотреть

Заявка

2380544, 02.07.1976

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БУРОВОЙ ТЕХНИКИ

ЯСАШИН АНАТОЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ФИЛАТОВ ВАЛЕРИЙ ФЕДОРОВИЧ, ПОГАРСКИЙ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ШАПОВАЛОВ ГЕОРГИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G08C 9/04

Метки: вала, код, поворота, угла

Опубликовано: 15.01.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-642755-preobrazovatel-ugla-povorota-vala-v-kod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь угла поворота вала в код</a>

Похожие патенты