Преобразователь перемещения в фазу переменного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 66006 М 1 6 МИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(71) Особое конструкторское бюро станкостроения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ФАЗУ ПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с преобразователями сдвига фазы в код. С целью повышения точности преобразователя в него введены фазорасщепитель, дополнительные модуляторы, а формирователь низкочастотных сигналов выполнен многофазным. Синус- но-косинусный датчик (индуктосин) запитывается высокочастотным синусоидальным сигналом от генератора. Выходные сигналы индуктосина поступают на информационные входы формирователей уровня, на другие входы которых поступают ограниченные по амплитуде сигналы высокочастотного генератора. На выходах формирователей уровня вырабатываются сигналы, соответствующие положительным и отрицательным выпрямленным сигналам индуктосина на фоне постоянного напряжения источника смещения. Число пар уровней равно числу выходных обмоток индуктосина, Из выходных сигналов формирователей уровней в фазорасщепителе формируются дополнительные уровни напряжений, соответствующие промежуточным фазам выходных напряжений формирователей уровня. В модуляторах уровни напряжения модулируются по амплитуде низкочастотными сигналами. Модулированные низкочастотные сигналы суммируются, и из них выделяется гармоническая составляющая, сдвиг по фазе которой относительно модулирующих напряжений пропорционален перемещению индуктосина, 1 з.п,ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с преобразо. вателями сдвига фазы в код,Цель изобретения - повышение точности преобразователя,На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 -- временная диаграмма работы преобразователя.Преобразователь перемещения в фазу переменного сигнала содержит синусио-косинусцый датчик 1, высокочастотный генератор 2, блок 3 усилителей-ограничителей, первый 4 и второй 5 формирователи уровня, фазорасщепитель 6, первый 7 и второй 8 модуляторы, дополнительные модуляторы 9 и 10, формирователь 11 цизкочастотш 1 х сигналов, сумматор 12 и фильтр 13. В синусно-косицусцом датчике 1 вторичные обмотки через резисторы 14 подключены к источнику 15 постоянного напряжения смещения. Между выводами вторичных обмоток датчика 1 установлены конденсаторы 16 для подстройки выходных цепей датчика 1 в резонанс с частотой генератора 2. Формирователи 4 и 5 уровня содержат ключи 17, выход которых подключены к резис тору 18. Фазорасцепитель 6 содержит суммирующие усилители 19 - 194, каждый из которых состоит из входных резисторов 20, переменного резистора 21 обратной связи и операционного усилителя 22. Формирователь 11 низкочастотных сигналов содержит низкочастотный генератор 23, парафазные выходы которого попарно подключен 1 к резисторам 24. Каждый из модуляторов 7 - 0 содержит ключи 25 и резисторы 26. На каждом из входов сумматора 12 установлены последовательно соединенные конденсаторы 27 и резисторы 28, выводы резисторов обье динецы. Общая точка соединения резисторов 28 и резистора 29 подключена к входам операционного усилителя 30, обхваченного отрицательной обратной связьк через резистор 31.Преобразователь работает следующим образом.На вход сицусцо-косинусного датчика 1 от высокочастотного генератора 2 подается сицусоидальное напряжение высокой частоты. На выходных обмотках датчика 2 вырабатываются парафазные сигналы переменного тока, промодулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса перемещения. Выходные сигналы одной из об. моток датчика 1 представлены на фиг. 2 а, б.Синусоидальное напряжение с выхода генератора 2 подается на вход блока 3, на выходах которого вырабатываются прямоугольные сигналы типа меацдр с частотой генератора 2 (фиг, 2 в, г). Диаграммы (фиг.2) соответствуют такому положеник датчика 1, когда амплитуда сигналов одной его вторичной обмотки максимальна, а ам 5 0 5 20 25 30 35 40 45 50 55 плитуда сигналов другой вторичной обмотки равна нулю.Выходные сигналы датчика 1 стробируются на формирователях 4 и 5 выходными сигналами блока 3. В результате на одном выходе формирователя 4 образуется сигнал, соответствующий положительным полу- волнам сигналов с сицусного выхода датчика 1 на фоне постоянного напряжения источника 15 напряжения смешения (фиг.2), а на другом выходе формирователя 4 образуется сигнал, соо 1 ветствуюший отрицательным полуволнам сигналов с синусного выхода датчика 1 ца фоне постоянного напряжения источника 15 напряжения смешения (фиг.2 е), Аналогичным образом на формирователе 5 вырабатываются уровни напряжения, имеюгцие по амплитуде в соответствии с сигналом с косинусцого выхода датчика 1. Уровни напряжений с выходов каждых двух формирователей 5 и 4, эквивалентных пространственным фазам, сдвинутым на л/2 (если число выходов датчика 1 равно п, то 2."т/п) поступают на входы соответствующего суммирующего усилителя 19. Резистор 21 в цепях обратной связи усилителей 22 отрегулирован так, что коэффициент передачи суммирующего усилителя равен 0,707 по каждому из его входов. Результирующий уровень выходного напряжения каждого суммирующего усилителя эквивалентен пространственной фазе датчика 1, сдвинутой на а/4 относительно пространственных фаз входных сигналов этого усилителя. Таким образом, фазорасщепитель 6 формирует дсполцительцые уровни напряжений, соответствующие промежуточным фазам выходных напряжений формирователей 4 и 5. Парафазные напряжения с выходов формирователей 4 и 5 и с выходов фазорасщепителя 6 поступают на информационные входы модуляторов 7 - 10.На парафазцых выходах формирователявырабатываются низкочастотные прямоугольные сигналы типа меандр, сдвинутые относительно соседних выходных сигналов формирователя 11 на 1/8 периода этих сигналов. Сигналы на одной из пар выходов формирователя 11 представлены ца фиг.2 ж, з. Выходные сигналы формирователя 11 поступают на управляющие входы модуляторов 7- - О, на выхода:; которых образуются сигналы с частотой сигналов формирователя 11 и амплитудой, равной амплитуде выходных сип;алов датчика 1 (фиг.2 и, к, л, я). Выходные сигналы модуляторов 7 - 10 поступают на входы сумматора 12, Через разделительные конденсаторы 27 на входы операционного усилителя 30 проходят только переменные составляющие этих сигналов. На выходе сумматора 12 формируется сигнал ступенчатой формы (фиг.2 и), из которого фильтр 13 выделяет первую гармоническую составляющую (фиг.2 э), сдвиг по фазе которой относительно вьходнь 1 х напряжений фор 1266006мирователя 14 пропорционален измеряемому перемещению.Переменные резисторы 24, включенные между парафазными выходами формирователей 11, предназначены для компенсации незначительных отличии в коэффициентах5 передачи формирователей 4 и 5 и модуляторов 7 - 10. Эту компенсацию осуществляют при наладке преобразователя. формула изобретения 10 1. Преобразователь перемещения в фазу переменного сигнала, содержащий высокочастотный генератор, выход которого подключен к входу синусно-косинусного датчика и входу блока усилителей-ограничителей, выходы блока усилителей-ограничителей подключены к управляющим входам первого и второго формирователей уровня, информационные входы которых соединены с первыми и вторыми парафазными выходами синусно-косинусного датчика соответственно, выходы первого и второго формирователей уровня подключены к информационным входам соответственно первого и второго модуляторов, управляющие входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми 25 парафазными выходами формирователя низкочастотных сигналов, выходы первого и второго модуляторов подключены к первому и второму входам сумматора, выход которого подключен к входу фильтра, выход фильтра является выходом преобразователя, отличаюиийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены фазорасщепитель, дополнительные модуляторы, а формирователь низкочастотных сигналов выполнен многофазным, входы фазорасщепителя соединены с выходом формирователей уровня, а парафазные выходы подключены к информационным входам дополнительных модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими дополнительными парафазными выходами формирователя низкочастотных сигналов, а выходы подключены к дополнительным входам сумматора, выходы первого, второго и дополнительных модуляторов подключены к соответствующим регулирующим входам формирователя низкочастотных сигналов. 2. Преобразователь по п. 1, отличаюиийся тем, что фазорасщепитель содержит первый, второй, третий и четвертый суммирующие усилители, входы которых попарно объединены и являются входами фазорасщепителя, а выходы суммирующих усилителей являются парафазными выходами фазорасщепителя.Шарошн Редактор О. Голов Заказ 568258 Составитель А. Смач Техред И. ВересТираж 816ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и о113035, Москва, Ж - 35, РаушскаФилиал ППП Патент, г. Ужгород,рновКорректор М.Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4