Преобразователь угла поворота вала в код

3,06.80. Бюллетенькован и вткрмти бликования описания 07.12.81 2) Авторыизобретения Павлов, В. И. Смив Р. аявитель итут авиационного приборостроения 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД технике анан ия и может и автоматики и ретение относится крового преобразоваользовано в областтельной техники.стны преобразователи угла повоа в код, содержащие фазовращадетекторы, трипгер, блок сонератор импульсов и счетлого-циф быть исп вычисли Изве рота вал тель, н впаден чик 1.улевые ия, ге Известные преобразователи такого рода строятся по методу угол - фаза - временный интервал - код, При этом фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал, который измеряется с помощью импульсов эталонной частоты. Однако на точность существующих преобразователей оказывают существенное влияние как технологические, так и эксплуатационные факторы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, который содержит фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом, два нулевых детектора, подключенных выходами к входам триггера, схему совпадения, генератор импульсов, счетчик, выходы которого соединены с выходными клеммами преобразователя, делитель частоты и фильтр. Угол поворота входного вала преобразуется фазовращателем в фазовый сдвиг между напряжением возбуждения и выходным сигналом фазовращателя, Фазовый сдвиг, в свою очередь, преобразует- в ся во временной интервал, ограниченныйвыходными импульсами нулевых детекторов н пропорциональный величине фазового сдвига. Этот интервал заполняется импульсами эталонной частоты, поступающи ми с генератора, счетчик производит под.счет этих импульсов и формирует код на выходе преобразователя 121.Одним из важнейших факторов, определяющих точность преобразования угла в 15 код такого преобразователя, является стабильность величины временного интервала, заполняемого импульсами эталонной частоты при неизменном угле поворота входного вала, Однако сигналы, поагу- Ю пающие на входы нулевых детекторов,формируются различными источниками и в разной мере подвержены воздействию факторов технологического и эксплуатационного характера, что обуславливает появ ление ошибки в величине фазового сдвига,плавающих границ временного интервала и снижение точности преобразования угла поворота вала в код.Целью изобретения является повышение З 0 точности преобравования.Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом и соединен с первым нулевым детектором, обмотка возбуждения фазовращателя размещена в пазах статора и соединена с выходом фильтра, выходы нулевых детекторов через триггер соединены с одним из входов блока совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, который через делитель частоты соединен с входом фильтра, выход блока совпадения подключен к счетчику, фазовращатель снабжен обмоткой опорного сигнала, которая уложена в пазы статора с обмоткой возбуждения, выход обмотки опорного сигна.ла соединен с входом второго нулевого детектора.На чертеже дана структурная схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в кад.Преобразователь содержит фазовращатель 1, жестко соединенный с входным валом 2, обмотку 3 опорного сигнала, нулевые детекторы 4 и 5, триггер 6, блок совпадения 7, счетчик 8, генератор 9 им.пульсов, делитель частоты 10, фильтр 11, выходные клеммы 12.Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код содержит фазовращатель 2, ротор которого жестко связан с входным валом 1, обмотка возбуждения фазовращателя подключена к выходу фильтра 11, обмотка 3 опорного сигнала уложена в те же пазы магнитопровода, что и обмотка возбуждения, и ее ось совпадает с осью обмотки возбуждения фазовращателя 2. На выходе обмотки 3 опорного сигнала, подключенном к входу второго нулевого детектора 5, формируется опорное напряжение, фазовый сдвиг которого относительно напряжения возбуждения равен нулю и не зависит от угла поворота рото. ра фазовращателя 2, Обмотка 3 опорного сигнала находится в одинаковых магнитных условиях с выходными обмотками фазовращателя 2, что обуславливает идентичность источников опорного и сигнального напряжений, формируемых соответственно на выходе обмотки 3 опорного сигнала и выходе фазовращателя 2. Сигнальное напряжение поступает на вход первого нулевого детектора 4. В состав предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код входят также триггер 6, к входам которого подключены выходы нулевых детекторов 4 и 5 блок совпадения 7, один вход которой соединен с выходом триггера 6, а другой - с выходом генератора 9 импуль сов, счетчик 8, вход которого связан с выходом блок совпадения 7, а выход - с выходными клеммами 12 преобразователя, последовательно соединенные, делитель частоты 10 и фильтр 1.1, при этом вход дели 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 теля частоты 10 связан с выходом генератора 9 импульсов.Преобразователь работает следующим образом,Угол поворота входного вала 1 преобразуется фазовращателем 2 в сигнальное напряжение, фазовый сдвиг которого относительно опорного напряжения линейно изменяется в функции угла поворота вала, Опорное и сигнальное напряжения поступают на входы соответствующих нулевых детекторов 4 и 5, которые формируют короткие импульсы в момент перехода напряжения через нуль от отрицательной к положительной полуволне. Импульс с выхода нулевото детектора 5 устанавливает тригер 6 в положение, при котором последний выдает сигнал разрешение на вход блока совпадения 7, при этом импульсы эталонной частоты поступают с выхода генератора 9 через блок совпадения 7 в счетчик 8. В свою очередь импульс с выхода нулевого детектора 4 ведет к появлению сигнала запрет на входе блока совпадения 1, при этом импульсы генератора 9 в счетчик 8 не проходят. Таким образом, фа. зовый сдвиг меиду сигнальным и опорным напряжениями преобразуется во временной интервал, ограниченный импульсами с выхода нулевых детекторов пропорциональный величине фазового сдвига и заполняемый импульсами эталонной частоты с вы хода генератора 9. В счетчике 8 производится подсчет импульсов, заполянющих временной интервал, на выходных клеммах 12 преобразователя формируется код, пропорциональный углу поворота входного вала 1. Точность преобразования угла в код определяется жесткой зависимостью количества импульсов, поступивших в счетчик 8, от угла поворота вала 1, которая обеспечивается постоянством величины временного интервала т, а следовательно, и фазового сдвига р в момент неизменного во времени угла поворота вала а (т = сопМ, р = сопз 1 при а = сопз 1), Выполнение данного условия обеспечивается использованием в качестве опорного выходного напряжения обмотки 3 опорного сигнала.Таким образом, введение в преобразователь угла поворота вала в код обмотки опорното сигнала, связанной с входом второго нулевого детектора, в совокупности с известными признаками повышает точность преобразования првдлатаемого преобразователя при воздействии технологических и эксплуатационных факторов по сравнению с известным, Временной интервал, заполняемый импульсами эталонной частоты, формируется выходными импульсами нулевых детекторов, на входы которых поступают выходные напряжения обмоток фазовращателя, имеющих общую электромаг. нитную систему, что обуславливает иден743003 Формула изобретения Составители И. Назаркина едактор Н. Данилович Техред И. Пенчко Корректор С. файЗаказ 1758/287 11 зд,о 528 НПО Поиск Государственного коми113035, Москва, Ж ред. Патент нп, Ха тичное воздействие на изменение параметров опорного и сигнального напряжения факторов эксплуатационного и технологического характера. Фазовая ошибка при этом мала, условие т = сопз 1, р = сопз 1 при а = сопз 1 выполняется. Предлагаемый преобразователь позволяет повысить точность преобразования без усложнения схемного решения, так как введение обмотки опорного сигнала не требует значительных изменений в конструкции фазовращателя, а электронные блоки преобра зователя строятся на серийных микросхемах. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, ротор которого жестко связан с входным валом и соединен с первыми нулевым детектором, обмотка возбуждения фазовращателя размещена в пазах статора и соединена с выходом фильтра, выходы нулевых детекторов через триггер соединены с одним из входов блоиа совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора им пульсов, который через делитель частотысоединен с входом фильтра, выход блока совпадения подключен к счетчику, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, фазовраща тель снабжен обмоткой опорного сигнала,которая уложена в пазы статора с обмоткой возбуждения, выход обмотки опорного сигнала соединен с входом второго нулевого детектора.15Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе; 1. Авторское свидетельство СССР20 Мо 404113, кл. 6 08 6 9/04, от 20.01.91,2. Зверев А. Е. и др, Преобразователиугловых перемещений в цифровой код. -Л.; Энергия, 1974, с. 154 (прототип). Тираж 694 Подписное а СССР по делам изобретений и открытий 35, Раушская наб., д. 4/5