Преобразователь угла поворота вала в напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 111 Н 03 М 1 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное проектное ко ру торское бюро промышленной автоматик "Промавтоматика"(56) Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.Л.:Энергия, 1974, с. 154,рис. 7Авторское свидетельство СССР 9 1137581, кл. О 08 С 9/04, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение предназначено для использования в системах управления исполнительными механизмами. Целью изобретения является повышение точности и расширение рабочего диапаэо на преобразователя. Для этого в пре образователь, содержащий фазосдвигающую цепь, первый измерительный формирователь импульсов, первый триггер, первый интегратор, два компаратора, сумматор, фазовращатель, введены второй формирователь импульсов, второй интегратор, элемент ИЛИ, реле, второй измерительный формирователь импульсов, опорный формирователь импульсов, второй и третий триггеры и источник опорного напряжения. На выходах измерительных формирователей импульсов и опорного формирователя импульсов из напряжений фазовращателя формируются фазовые импульсы, из которых триггерами формиЮруются временные ворота. Анализируя длительность временных ворот, блок переключения каналов формирует выходные напряжения в широком диапазоне углов поворота вала фаэовращателя. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления исполнительными механизмами.Цель изобретения - повышение точности и расширение рабочего диапазона преобразователя.На фиг. 1 приведена структурнаясхема преобразователя; на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющиеего работу,Преобразователь угла поворота вала в напряжение содержит измерительные формирователи 1 и 2 импульсов,опорный формирователь 3 импульсов,нуль-орган 4, дифференцирующий элемент 5, вентиль 6, фазосдвигающуюцепь 7, фазовращатель 8, триггеры9 и 10, интеграторы 11 и 12, блок13 переключения каналов, компараторы14 и 15, триггер 16, формирователь17. импульсов, инвертор 18, формирователь 19 импульсов, элемент ИЛИ 20,реле 21, сумматор 22, источник 23опорного напряжения.Преобразователь работает следующим образом.С выходов фазовращателя 8 на входы измерительного формирователя 1импульсов и опорного формирователя 3импульсов поступает соответственноинформативное и опорное напряжениясинусоидальной формы. При этом информационный сигнал сдвинут по фазеотносительно опорного на угол, пропорциональный углу поворота валасельсина. Одновременно на другой измерительный формирователь 2 импульсовэтбт же информационный сигнал подается через фазосдвигающую цепь 7,осуществляющую дополнительный сдвигпо фазе. В момент перехода синусоидального сигнала через нуль из области отрицательных в область положительных значений на выходах формирователей 1 и 2 импульсов формируются кратковременные импульсы,; сдвинутые на время, пропорциональное измеряемому углу поворота, и на это же время плюс время, соответствующее постоянному сдвигу фаэ на фазосдвигающей цепи 7. Выходные импульсы формирователей 1 и 2 поступают на 8-входы триггеров 9 и 1 О, на В-входы которых подаются импульсы с выхода опорного формирователя 3.На выходе триггера 10 формируетсяпоследовательность прямоугольных импульсовдлительность которых прямо.пропорциональна углу поворота вала, 5 а длительность импульсов, формируемых триггером 9, составляет величину: 20 Т+Т( при к +(р(23;1 О Т+Т-Тприу 2где То - временной сдвиг между опорными и измерительным сигналами, соответствующий углуи поворота вала;15 Т - временной сдвиг, обуслов 9ленный фазосдвигающей цепью, обеспечивающей угловойсдвиг, равный уТ - период гармонического сигнала, питающего фазовращатель.Выходные сигналы триггеров 9 и10 поступают на входы соответствующих интеграторов 11 и 12, в которых 25,длительности сигналов преобразуютсяв амплитуду постоянного напряжения.Напряжение с выхода интегратора12 поступает на соответствующийконтакт реле 21, а напряжение с 30 выхода интегратора 11 - на входсумматора 22, где суммируется с напряжением, величина которого соответствует фазовому сдвигу у измерительного напряжения на фазосдвигающей цепи 7, и подается на соответствующий контакт реле 21. Одновременно выходные сигналы интеграторов 11 и 12 поступают на входыблока 13 переключения каналов. Ре ле 21 переключается сигналом с выхода триггера 16, на Б-вход которого подается выходной сигнал компаратора 15, а на В-вход - сигналс выхода элемента ИЛИ 20, объединяющего сигналы с формирователей 17и 19 импульсов.Формирователь 17 импульсов формирует импульс при появлении сигнала единичного уровня с выходакомпаратора 14, а формирователь19 формирует импульс при появленииединичного уровня сигнала на выходеинвертора 18.На первом обороте вала при уг лах поворота, величина которыхменьше граничного значения Ч,напряжение на входе компаратора15 меньше опорного, и сигнал на122 его выходе равен О, при углах поворота, величина которых больше ,р, и до 2, сигнал с учета фазового сдвига 9, осуществляемого фазосдвигающей цепью 7, при углах поворота вала, меньших величины (2 - .с- Ч р), устанавливается сигнал единичного уровня, а при углах поворота от (2 в .Ч -Ч,р,) до второго граничного значения , - сигнал нулевого уровня, а затем вновь единичного,При появлении сигнала единичного уровня на выходе компаратора 14 при первом обороте вала сельсина на выходе элемента ИЛИ 20 формируются импульсы, устанавливающие триггер 16 в нулевое положение. При этом реле 21 обесточено и на выход преобразователя проходит сигнал с компаратора 15 через его нормально замкнутые контакты. Если угол поворота вала превьппает щ,р,2, на выходе компаратора 15 устанавливается сигнал единичного уровня, переключающий триггер 16 в единичное состояние. При этом реле 21 срабатывает и на выход преобразователя проходит сигнал с выхода сумматора 22. Таким образом исключается неустойчивая работа преобразователя .в диапазоне изменения угла поворота вала 0,27 и динамический диапазон его работы расширяется до предела Г 4- ЧсНеустойчивая работа преобразова. теля в случае обратного вращения вала в диапазоне углов от 14- , до 0 исключается переключением выхода преобразователя на выход интегратора 11 при углах поворота.2 - Ч, д,р,сИГР.г Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в напряжение, содержащий фазосдвигающую цепь, выход которой соединен с входом первого измерительного формирователя импульсов, первый тригш 1748 4гер, первый интегратор, сумматор,первый компаратор, выход которогосоединен с входом первого формирователя импульсов, инвертор, второйкомпаратор, фазовращатель, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности и расширения рабочего диапазона, преобразователя,в него введены второй измерительный 10 формирователь импульсов, опорныйформирователь импульсов, второй итретий триггеры, источник опорногонапряжения, второй формирователь импульсов, второй интегратор, элементИЛИ и реле, первый выход фазовращателя соединен с входами фаэосдвигающей цепи и второго измерительногоформирователя импульсов, а второйвыход - с входом опорного формирователя импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого ивторого триггеров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго измерительных формирователей импульсов, выходпервого триггера соединен через пер-,вый интегратор с первыми входами первого компаратора и сумматора, вторые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения,выход первого формирователя импульсовсоединен с первым входом элементаИЛИ, выход первого компаратора соединен через инвертор и второй формирователь импульсов с вторым входомэлемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, выход второго триггера соединенчерез второй интегратор с нормально замкнутым контактом реле и первым 40входом второго компаратора, второйвход которого соединен с выходомисточника опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен 45,с обмоткой реле, выход сумматора сое-.динен с нормально разомкнутым контактом реле,.подвижный контакт которогоявляется выходом преобразователя..г оставител ехред В.К идоренко Редактор М.Петр аказ 1620/ одписноССР 5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 9 Тираж 81 бВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб. Корректор А. Зимокосов