Преобразователь угловых перемещений

(51) Н 03 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ о и тво СС969.о СССР1975 ью 1 СЛ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор,вход которого соединен с шиной питания, один выход непосредственно, адругой через первый фазосдвигающийблок соединены с входами сумматора,формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтрпостоянной составляющей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цел повышения надежности преобразователя, в него введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питания, вход второго компаратора соединен с выходом сумматора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с входом фильтра постоянной составляющей, шина питания соединена через последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок и третий компаратор с входом формирователя импульсов, выход которогосоединен с первым входом третьего элемента И, другой выход синусно" косинусного вращающегося трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соеди- р нен с вторым входом первого элементаы И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента И, выход третьего Вдемевте И ооедн- СФ нен с вторым входом триггера. ч37581 2 40 50 55 11Изобретение относится к иэмери,ельной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для точного измерения угловых неремещений.Известен преобразователь, содержаорюй синусно-косинусный вращающий:ся трансформатор (СКВТ), сравнивающее устройство, регистр управления, цифровой потенциометр и коммутатор каналов, в котором косинусная обмотка СКВТ через коммутатор каналов подключена к цифровому потенциометру, выполняющему роль Функциональной обратной связи, который совместно с сопротивлением нагрузки аппроксимирует тангенсную зависимость 11.Однако точность преобразования существенным образом зависит от числа участков аппроксимации и в пределах 45 не может быть высокой.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является преобразователь угловых перемещений, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с шиной питания, один выход непосредственно, а другой через фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, выход которого соединен через дифференцирующую цепь с первым входом триггера, формирователь импульсов, выходы которого соединены с входами элемента И выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с фильтром постоянной составляющей Р .Однако выходная характеристика такого преобразователя имеет неопределенность вблизи нуля градусов что обуславливает невозможность преобразования малых угловых перемещений вблизи нуля градусов. Кроме то,го, такому преобразователю свойственно наличие "мертвой зоны", т,е. та ких значений угловых перемещений, при которых преобразователь нерабо-тоспособен. В целом это приводит к снижению надежности преобразователя.Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угловых перемещений, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с шиной питания, один выход непосредственно, а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входамисумматора, формирователь импульсов,выход которого соединен с первымвходом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтр постоянной составляющей,введены второй фазосдвигающий блок,четыре компаратора, инвертор, второйи третий элементы И, вход первогокомпаратора соединен с шиной питания,вход второго компаратора соединенс выходом сумматора, выходы первогои второго компараторов соединены свходами второго элемента И, выходкоторого соединен с входом фильтрапостоянной составляющей, шина питания соединена через последовательносоединенные второй фазосдвигающийблок и третий компаратор с входомформирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединен с входом четвертогокомпаратора, выход которого соединенс вторым входом первого элемента Инепосредственно и через инверторс вторым входом третьего элемента И,выход третьего элемента И соединен ЗОс вторым входом триггера.На Фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя угловых перемещений; на фиг. 2 - выходная характеристика преобразователя, З 5 на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь угловых перемещений содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1,фазосдвигающий блок 2, сумматор 3,компараторы 4 и 5, элементы И 6,7 и 8, Фильтр 9 постоянной составляющей, фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 импульсов, инвертор 14, триггер 15.На Фиг. 2 обозначено: 1 - напряжение на выходе фильтра 9, 015 напряжение на выходе триггера 15.На фиг. 3 обозначено. 16 - напряжение питания СКВТ 1; 17, 18 и 19 -соответственно эпюры выходных напряжений фазосдвигающего блока 10, компаратора 11, Формирователя 13 импульсов; 20-25 - эпюры выходныхсигналов синусной обмотки СКВТ 1,компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 приугловых перемещениях в йределах3 1 О с М с 180, где 0 - угол поворота вала СКВТ 1, 26-31 эпюры выходных сигналов синусной обмотки СКВТ 1, компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 при угловых перемещениях в пределах 180 с к с 360Преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.С помощью СКВТ 1, фазосдвигающего блока 2, сумматора 3 образован фазовращатель, фаза вьгходного напряжения которого пропорциональна угловому перемещению. При измерении полезного фазового сдвига в качестве опорного напряжения используется напряжение (фиг. 3) питания СКВТ 1. Измерение фазового сдвига осуществляется при помощи компараторов 5 и 4, элемента И 6 и фильтра 9 постоянной составляющей. В результате величина напряжения на выходе фильтра 9 постоянной составляющей пропорциональна угловому неремещению в пределах 0-180 (см. фиг. 2).Однако для получения объективной информации в пределах 0-360 необходимо знать знак углового перемещения Фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 коротких импульсов, инвертор 14, элементы И 7 и 8 и триггер 15 выполняют функцию определения знака, т.е. устраняют неоднозначность отсчета. Работа перечисленных элементов сводится к сравнению фаз напряжения питания СКВТ 1 и одного из его выходных напряженйй (которые могут 137581 4быть синфазны либо противофаэны),в результате которого на выходахэлементов И 7 и 8 вырабатываютсяуправляющие импульсы (см. фиг. 3),которые подаются соответственнона к -и 5 -входы 18 -триггера 15,производя изменение его состоянияили подтверждая его. Состояниетриггера 15 несет информацию о 1 О знаке, т.е. в каких пределах находит"ся угол поворота: 0-180 илио0- (-180)оКак видно из фиг. 3, при угловыхперемещениях, лежащих в пределах 1 0 с к с 180 , короткие управляющиеимпульсы появляются на выходе элемента И 8 и на б -входе Рб -триг.гера 15, а при угловых перемещениях180 с ж с 360 - на выходе элемено ота И 7 и на Й -входе 35 -триггера15. Таким образом, управляющиеимпульсы устанавливают триггер 15при угловых перемещениях 0 с к с 180в состояние единицы, а при угловых д перемещениях 180 с к с 360 - в ноль.Фазосдвигающий блок 1 О необходимдля того, чтобы короткие выходныеимпульсы формирователя 13 короткихимпульсов не приходились бы на фронтывыходных импульсов компаратора 12.Таким образом, в предлагаемом устройстве нет "мертвых зон", скачкавыходной характеристики и неоднознач"ности отсчета в точке нуля градусов, 35в результате чего повышается надежность преобразования. Преобразованиеугловых перемещений производится впределах 0:Г 180 .1137581 Составитель А,СидоренкоедакторЛ.Веселовская Техред Т.Фанта Корректор А.ОбрУчар з 10540 ное В мите открушска ЗО 5 наб. ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,21 22 24 Ю Тираж 871 Государственногелам изобретений Москва, Ж-Э 5,Под СССР й