Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов

(71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.Известны преобразователи угла поворота вала в частоту, содержащие источник напряжения, выход которого соединен с входами датчика угла и блока преобразования напряжения в код, выходы датчика угла и блока преобразования напряжения в частоту подключены к дискретному делителю напряжения, вы ходы которого подключены к блоку прыбразования напряжения в частоту 11.Недостатком известных преобразователей . является их сложность. В других известных преобразователях питание датчиков угла про. изводится от нестабильной сети. Они по. строены с промежуточным преобразованием в код фазовых или амплитудных параметров датчика с компенсацией влияния нестабиль. ности сети 121Такие преобразователи также сложНаиболее близким техническим решениемк предлагаемому является преобразовательугла поворота вала в частоту следованияимпульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмоткикоторого через первый токоограничивающийэлемент подключен к общей шине, а другойконец подключен к выходу регенеративногокомпаратора, один конец вторичной обмоткивращающегося трансформатора подключен кобщей шине, второй токоограничивающийэлемент, включенный между инвертирующимвходом компаратора и одним концом первич.ной обмотки вращающегося трансформатора,другой конец вторичной обмотки которого153через третий токоограннчнвающии элементподключен к выходу комларатора 31.Недостатком известного преобразователяявляется его невысокая точность,Цель изобретения - повышение точностипреобразователя угла поворота вала в частоту,Поставленная цель достигается тем, что впреобразователь угла поворота вала в частотуследования. импульсов, содержащий вращающий3 97041ся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токоограничиваю.щий элемент подключен к общей шине, адругой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичнойобмотки вращающегося трансформатора под.ключен к общей шине, второй токоограничи.вающий элемент, введены усилитель и суммирующий интегратор, один вход которого под.ключен к выходу регенеративного компаратора,10другой вход через усилитель соединен с другим концом вторичной обмотки вращающегося трансформатора, а выход через второйтокоограничивающий элемент подключен квходу регенеративного компаратора. 15На чертеже представлена схема преобразователя,Преобразователь содержит вращающийсятрансформатор 1, один конец первичной об.мотки которого через токоограничивающийэлемент 2 подключен к общей шине 3, адругой конец подключен к выходу регенеративного компаратора 4, один конец вторичнойобмотки вращающегося трансформатора 1подключен к общей шине 3, а другой - к 25входу усилителя 5, выходы компаратора 4и усилителя 5 подключены к суммирующемуинтегратору 6, выход которого через токоограничивающий элемент 7 подключен к входукомпаратора 4.30Преобразователь работает следующим обра.зом,При включении преобразователя выходнойсигнал компаратора 4 принимает одно измаксимальных значений, соответствующее на.сыщению его статической характеристики. Подвоздействием этого напряжения по первичнойобмотке вращающегося трансформатора 1и элементу 2 начинает протекать ток, приводящий при неизменном угле поворота трансформатора 1 к изменению магнитного потокапронизывающего вторичную обмотку. В результате этого на вторичной обмотке наводится ЭДС, величина которой зависит от углаповорота вращающегося трансформатора 1.45Эта ЭДС подается на вход усилителя 5, который формирует требуемый закон измененияего выходного сигнала.Сигнал, пропорциональный выходному напряжению усилителя 5, суммируется с выходным сигналом компаратора 4, причем коэффициенты пропорциопальности определяются величинами масштабных резисторов на входеинтегратора 6. Сигнал, пропорциональный сумме напряжений сигналов усилителя 5 и компаратора 4, интегрируется интегратором 6 до 55момента, когда напряжение на его выходене достигает величины порога срабатываниякомпаратора 4. После срабатывания комнаратора 4 напряжение на первичной обмотке вращающегося трансформатора 1 меняет свой знак на про. тивоположйый,и вновь начинается процесс изменения магнитного потока во вращаю. щемся трансформаторе 1, В результате на выходе компаратора 4 будет последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых зависит от углового по. ложения ротора вращающегося трансформа. тора,Действительно, если изменить положение ротора вращающегося трансформатора 1, то ,изменится ЭДС на входе усилителя 5 и его выходной сигнал, а значит изменится и время интегрирования интегратора 6, В результате угол поворота ротора вращающегося трансформатора преобразуется в частоту следования импульсов на выходе компаратора 4.Усилитель может быль выполнен в виде линейного звена с передаточной функциейТ Рф 1Ф: - (1) где Т, - постоянная времени усилителя.Постоянные времени усилителя и вид его. передаточной функции выбирают так, чтобы . сделать безынерционным канал передачи "напряжение яа первичной обмотке вращающегося трансформатора - выход усилителя".Передаточная функция вращающегося трансформатора при фиксированном угле поворота может быть представлена в виде2 Т Р+1 (2)где Х, - коэффициент передачи трансформа-тора;Тг - постоянная времени трансформатора.Поэтому последовательное соединение вращающегося трансформатора 1 и усилителя 5 дает безынерционный канал.(3)Такой преобразователь при достаточно, простой реализации имеет высокую точность.1Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токо- ограничивающий элемент подключен к обшей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине,5 970419 второй токоограничивающий элемент, о т л и. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены усилитель и суммирующий интегратор, один. вход которого подключен к выходу регенеративного компаратора, другой вход через усилитель соединен с другим концом вторичной обмотки вращающегося трансформатора, а выход через второй токоограничивающий элемент подключен к входу реге. неративного компаратора. 1. Авторское свидетельство СССР У 739608,кл. 6 08 С 9/04, 1977. 2. Патент Великобритании Иф 352529,кл. 6 4 Н, оцублик, 1975,3. Авторское свидетельство СССР по заявке1 О Иф 3256217/18-24, кл. 8 08 С 9/04, 1981 (прототип). Составитель АТехред И.Гайду рновКорректорГ, Р Редактор Е ПаппЗаказ 8393/62 слое комитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. П е Тираж 64 ВНИИПИ Государственного по делам изобрегений 113035, Москва, Ж, Рауш6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе