Преобразователь угла поворота вала в код

,В.Тайлих нститут ск видетельство С 9/04, 1971. детельство СС С 9/04, 1978 ФФ 4 ь Об ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОФНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напряжения, трехпроводную линяю связи, к которой подключены входы фаэовращателя, сочлененного с входным валом, фильтр,. выход которого соединен с входомформирователя импульсов, регистратор, отличающийся тем,что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены фотоприемник, преобразователь фаза-код, световод, в формироваЯО 1164884 тель питающего напряжения - три излу чателя, а фазовращатель выполнен оптическим и содержит входной и выходной элементы, входной элемент установлен неподвижно и выполнен с тремя отверстиями на торце, соединенными с входами фаэовращателя, выходной элемент установлен на выход ном валу соосно входному элементу и выполнен с одним отверстием яа тор" це, соединенным с выходом фаэовра щателя, линия связи выполнена оптической на световодах 1 входы излучателей соединены с выходами синтезатора.трехфазного напряжения, один из выходов которого является дополнительным выходом, а выхо" ды излучателей соединены со свето- водами трехпроводной линии связи, выход .фаэовращателя соединен световодом с фотоприемником, выход кото. рого соединен со входом фильтра, выход форМирователя импульсов соединен с первым входом преобразователя фаза-код, второй. вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход соедияен с допол" нительным выходом синтезатора трехфазного напряжения, а выход соединен с входом регистратора.1164Изобретение относится к автоматике, а именно к преобразователямугла поворота вала н код и можетбыть использовано для измерениятехнологических параметров но взры 5воопасных зонах нефтяной промышленности,Известен преобразователь угла поворота вала н код, содержаший последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и синтезатор трехфазного напряжения, и выходам которого подключены входные обмотки сельсинон Г 13.Недостаток известного преобразователя - низкая помехозащищенностьи нзрынобезопасность, что не позволяет его испольэовать без специальных мер защиты н взрывоопасныхзонах объектов нефтяной промышленности,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту .к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала н код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напряжения, трехпроводную линию30связи, к которой подключены входыфазовращателя, сочлененного с выход"ным валом, фильтр, выход. которогосоединен с входом формирователя импульсов, регистратор, а также триггеры и ключевые элементы 21. З 5Основным недостаткам этого преобразователя является низкая помехозащищенность и взрывозащищенность, чтоне допускает использование его во .взрывоопасных средах.40Цель изобретения - повышение помехоустойчивости преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий гене- ф 5ратор импульсов, выход которого соединен с входом выполненного на синтезаторе трехфазного напряжения формирователя питающего напр:,кения, трехпроводную линию связи, к которой под ключены входы фазовращателя, сочлененного с входным валом, фильтр, вы:ход которого соединен с входом формирователя импульсов, регистр тор,введены фотоприемник, преобразователь 55фаза - код, световод, в формирователь питающего напряжения - три излучателя, а фаэонращатель выполнен 884оптическим и содержит нходной и выходной элементы, входной элемент установлен неподвижно и выполнен с тремяотверстиями на торце, соединенными.фс входами Фазонращателя, выходнойэлемент установлен на входном валусоосно входному элементу и выполнен с одним отверстием на торце, соединенным с выходом фазонращателя,линия связи выполнена оптическойна световодах, входы излучателейсоединены с выходами синтезаторатрехфазного напряжения, один иэ выходов которого является дополнительным выходом, а выходы иэлучателей соединены со световодами трехпроводной линии связи, выход Фаэовращателя соединен световодом с Фотоприемником, выход которого соединенс входом Фильтра, выход формирователяимпульсов соединен с первым входомпреобразонателя фаза - код, второй .вхоц которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход соединен с дополнительным выходом синтезатора трехфазного напряжения, а выход соединен с входом регистратора.На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 - эпюрараспределения интенсивностей световых потоков на развертке торца входного элемента оптического фазовращателя.Преобразователь содержит генераторимпульсов, источник 2 трехфазного напряженияизлучатели 3, ли-.нию 4 связи на световодах, оптический фазонращатель 5, содержащий входной элемент 6 и выходной элемент 7,световод 8, фотоприемник 9, фильтр10, формирователь 11 импульсов, преобразовател-. 12 Фаза - код и регистратор 13.Преобразователь работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает импульсыс частотой следования Г, которые поступают на вход источника 2 трехфазноГо напряжения и вход преобразователя 12 фаза - код. На выходе источника 2 формируется трехфазное прямоугольное напряжение с частотойГ/6 п, где п - коэффициент заполнения преобразователя 12 фаза - код,которое подается на входы соответствующих излучателей 3.С выхода излучателей 3 оптическиесигналы посредством линии 4 связи116 ч 8844При а,=90 интенсивность на торце входного элемента 6 оптического фазовращателя 5 будет равна нулю. Из этого условия расчиты" ваются конструктивные размеры элемен та 6 в соответствии с выражением зп Ы щ- -о 1игде с, - критический угол преломления света в материале входного эле.мента, при котором о = 90При этом для оптического фазовращателя 5 конструктивные размеры входного элемента б определяются выражением 2 йК 2 Ь -- - ---Ввоод светового излучения вовходной элемент 6 осуществляетсятаким образом, чтобы к функции1=1 (1+3щ ( п о)е), где ю " круговая частота, соответствующая час"тоте формируемой источником 2 трехфазного напряжения; 1, - максимальное значеначение силы светового излучения,Так как измерение угла поворотавала осуществляется фазовым методом путем фильтрации выходного сиг"нала оптического фазовращателя 5,то изменение интенсивности световогопотока на торце входного элемента 6за счет затухания, старения материала входного элемента 6 и оптическихволокон, температуры ие влияет напогрешность измерения. Кроме того,значительное отклонение формы огибающей интенсивности световогоизлучения от синусоидальной не бу"дет существенно влиять на точностьизмерения за счет фильтрации электрических сигналов на выходе фотоприемника 9. 4 3подаются навходной элемент 6 оптического фазовращателя 5При этом на торце входного элемента 6 формируется вращающийся вектор максимум интенсивности светового излучения. При повороте элемента 7 оптического фазовращателя 5 в пределах 0 о360 на вход световода 8 поступает оптический сигнал с торца элемента б, фаза которого пропорциональна углуповорота элемента 7 оптического фазовращателя 5, Оптический сигнал . с выхода световода 8 поступает на вход фотоприемника 9, с выхода которого электрический сигнал посредством фильтрации и формирования блоками О и 1 соответственно преобразуется в прямоугольный электрический сигнал, фаза которого пропорциональна углу повброта элемента 7 оптического фазовращателя 5. В20 ге преобразователе 12 фаза - код происходит сравнение фазы сигнала, поступающего с выхода оптического фазовращателя 5 с сигналом опорной фазы.формируемого на третьем выхо 25 де источника 2, На выходе преобразователя 12 фаза " код формируется унитарный код, значение которого соответствует измеряемому углу поворотаи который отображается на регистраторе 13.Для обеспеЧения равномерности вращения вектора светового потока на торце входного элемента 6 оптического фазовращателя 5, конструктивные З 5 параметры входного элемента 6 должны удовлетворять следующим расчетным соотношениям:зпЫ 240 где и - показатель преломлениявоздуха;и - показатель преломленияматериала входного элемента;5Ы " угол преломления света ввоздухе;Ы - угол преломления света вматериале входного элемента 6.- радиус входного элемента; - толщина входного элемента.б.1164884 Фие. 2оставитель Ю,Котов ехред У.Кастелевич Тираж 872ИИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от13035, Москва, Ж, Раушс Подписиета СЯСР Заказ 4198/5 тии д, 4/ я на 1 "Патент", г.ужгород, ул,Проект ли дактор И.Ковальчу рректор Л.Бескид