Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДДТИЗЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.з 6 08 С 9/04 Гвсударстевиимй квнитвт СССР пе делам извврвтвиий и втврмтий(71) Заявит 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА преобразодном приныгодным с ния, аппараИзобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик угла, работающий в фазовом режиме, и вторичный блок преобразования напряжений в код. Выходным сигналом датчика угла является напряжение, фазовый сдвиг которого относительно опорного напряжения пропорционален углу поворота, Вторичный блок преобразования осуществляет операцию преобразования разности фаз напряжений в код, Достоинством фазовых преобразователей является их высокая статическая точность. Погрешность преобразования угла в код современных фазовых преобразователей не превышает 3 - 4 угловых секунд, Это достигается прежде всего тем, что фазовые преобразователи позволяют применять новые конструкции первичных датчиков угла с высокими метрологическими характерисгиками 11,Однако фазовые преоба 13 КОД СЛОЖНЫ, МИКРОМИН х вторичного преобразователя затруднена, быстродействие уступает амплитудным; Поэтому построение вторичногователя, основанного на амплитуципе работы, является более в5 точки зрения простоты построетурных затрат и быстродействия.сНаиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого соединены с первыми входами блоков умножения частот, выходы которых подключены к входам блока вычитания, выход которого соединен с первым 15 входом компаратора, второй вход которогосоединен с общей шиной, а выход подключен к одному иэ входов реверсивного счетчика, который через блок синусно-косинус- ного преобразования кода подключен к вторым входам блока умножения частот, а также блок преобразования напряжения в последовательный код, вход которого подключен к выходу блока вычитания, а выход соединен со счетным входом реверсивного счет.чика 12.3Недостаток этого известного преобразователя состоит в том, что он имеет значительную инструментальную ошибку, обусловленную, главным образом, технологическими погрешностями изготовления синуснокосинусного вращающегося трансформатора. Ошибка такого преобразователя на основе многополюсных СКВТ достигает 10 - 30 угловых секунд.Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код, путем уменьшения ошибки, обусловленной датчиком угла.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла и блок преобразования напряжений в код, введены два перемножителя сигналов и фазовращатель, вход которого соединен с опорным выходом датчика угла и с первым входом первого перемножителя сигналов, выход фазовращателя соединен с первым входом второго перемножителя сигналов, вторые входы перемножителей сигналов соединены с сигнальным выходом датчика угла, выходы первого и второго перемножителей сигналов подключены соответственно к первому и второму входам блока преобразования напряжений в код.На чертеже приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код.Преобразователь содержит датчик 1 угла: перемножители 2 и 3 сигналов, фазовращатель 4 и блок 5 преобразования напряжений в код.Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.Датчик 1 угла вырабатывает на выходах два напряжения, информационное 0 и и опорное Уо, разность фазкоторых пропорциональна углу поворота с 1, т. е,Р ос, где Р - коэффициент электрической редукции: Ц, = Цдз 1 п(1+9); 1.1 о - Цдз 1 п сд 1. Опорное напряжение, проходя через фазовращатель 4, сдвигается по фазе на уголм/2 и на выходе фазовращателя 4 имеетвид 1) р = Цпсоз Ы 1В перемножителях 2 и 3 информационное напряжение 11 и перемножается с опорными напряжениями 1.10 и 1)р, Постоянные составляющие выходных напряжений перемножителей 2 и 3 соответственно равны 1.12 о = Асоз р 13 зю = А з 1 прс,гдеА=ОпгКйпостоянная величина, равная произведению входного напряжения ам на коэффициент передачи пемножителя Кп. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4Преобразователь 5 преобразует напряжения1.1 зе и 13 гю, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, в код угла .Х = с 4Погрешность преобразования предложенного устройства зависит от точности датчика 1 угла преобразователя 5, а также отточности преобразования фазомодулированного выходного напряжения датчика 1угла 13 и = Ьп з 1 п(М+ ч ) в напряжения026 и 13 щ, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота. Точность выработкинапряжений 110 и Б 5 зависит, прежде всего,от равенства коэффициентов передач перемножителей и ошибки в сдвиге фазы напряжения Ц 1 на 90 фазовращателем 4. Построение перемножителей 2 и 3 в частном случае синхронных детекторов на современнойэлементной базе обеспечивает линейность инеравенство коэффициентов передач не более 0,1 й.Аналогично, современная элементная база позволяет создать фазовращатель 4на 90 с погрешностью, не превышающей1 . Например, фазовращатель 4 может бытьреализован в виде операционного интегрирующего усилителя, обеспечивающего фазовый сдвиг на 90 с ошибкой не более0,5 - 1 .Поскольку прецизионные датчики угла,как правило, выполняются с редукцией Р=128, 256, погрешность, вносимая фазовращателем и перемножителями, не превыситзначения = 1 - 0,5",, Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя обусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами.Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала вкод, содержащий датчик угла и блок преобразования напряжения в код, отличааи 4 ийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дваперемножителя сигналов и фазовращатель,вход которого соединен с опорным выходомдатчика угла и с первым входом первогоперемножителя сигналов, выход фазовращателя соединен с первым входом второгоперемножителя сигналов, вторые входы перемножителей сигналов соединены с сигнальным выходом датчика угла, выходы первого и второго перемножителей сигналов подключены соответственно к первому и второму входам блока преобразования напряжения в код.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред.А. А. Ахметжанова. М., Энергия, 1978,с. 190 - 198.2. Авторское свидетельство СССР691909, кл. б 08 С 9/00, 1977 (прототип).Редактор М. ЯновиЗаказ 6443/58 ВНИИПИ Г по дел 113035, Моск илиал ППП сП