Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3624 3 М 1/48 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДА ПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТ носится к облас рительнои ехникисистемахелью изобочности льзовано вформации. Ц повышение Дл пр достижебразованусныйных де ния постель,со- фазовратектора 4 ко хр СИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Преснухин Л.Н. и др. Синус-коснусные вращающиеся трансформаторы впреобразователях угол - код, - Злекричество, 1979, У 9, с. 52.Авторское свидетельство СССРУ 1022203, кл. С 08 С 9/04, 1982.(54) ПРЕОБРАЗОВА ВАЛА В КОД (57) Изобретение автоматики и изм и может быть исп преобразования и ретения является преобразователя. тавленной цели в держащий синусно щатель 1, два си1336241 7, сумматор 10, преобразователь напряжение - частота (ПНЧ) 11, реверсивный счетчик 12, цифровой сумматор 21,генератор 22 сетки частот, введены четыре модулятора 13. 16, два триггера 17, 18, два инвертора 19, 20, полосовые усилители 2, 3 напряжения, четыре синхронных детектора 5, 6, 8, 9, полосовые усилители 23, 24 тока, сумматоры 25, 26. Под действием токов с выходов усилителей 23, 24, поступающих на первичные обмотки фазовращателя 1, на вторичных обмотках фазовращателя 1 наводятся напряжения, зависящие от угла поворота его вала. Эти напряжения через синхронные детекторы 4, 7 поступают на сумматор 10, выходной сигнал которого через ПНЧ 11 поступает на входы реверсивного счетчика 12. При соответствииего выходногокода углу поворота сигнал рассогласования на выходе сумматора 10 отсутствует. Для уменьшения ошибок иэ-зарасстроек полосовых усилителей последние охвачены отрицательной обратной связью по квадратурному сигналу.В цепь обратной связи включены синхронные детекторы 5, 6, 8, 9 и модуляторы 1316. Опорные напряжениясинхронных детекторов и модуляторовцепи обратной связи полосовых усилителей напряжения сдвинуты на 90 ф относительно опорных напряжений синхронных детекторов, включенных в прямойцепи. 1 ил. напряжения на входах полосовых усилителей 23 и 24 тока сдвинуты на 90о относительно друг друга. Токи вида 1 эмап ы г. и 1 соэюг. с выходов усилителей 23 и 24 поступают на первичные обмотки фаэовращателя 1, На его вторичных обмотках наводятся напряжения вида Преобразователь содержит синуснокосинусный фаэовращатель 1,полосовые10усилители 2 и 3 напряжения,синхронные детекторы 4-9, сумматор 10,преобразователь 11 напряжение - частота(ПНЧ), реверсивный счетчик 12, модуляторы 13-16, триггеры 17 и 18, инвер 15торы 19, 20, цифровой сумматор 21,генератор 22 сетки частот (ГСЧ), полосовые усилители 23 и 24 тока, сумматоры25 и 26.ГСЧ состоит иэ задающего генератора и счетчика-делителя,Преобразователь работает следующимобразом.Выход старшего разряда ГСЧ 22 соединен с полосовым усилителем 24 тока,Частота напряжения на этом выходе минимальна и соответствует частоте, накоторой работает фазовращатель, ВыходГСЧ с частотой, вдвое превьппающей мп 30нимальную, соединен через инвертор20 с триггером 18, Благодаря этому где 9 - угол поворота вала фазовращателя.Эти напряжения через полосовые усилители 2 и 3 напряжения поступают на синхронные детекторы 4 и 7, опор" ные напряжения которых сдвинуты на 90 О и поступают от триггера 17 и старшего разряда сумматора 21. где ф - угол, код которого записан в реверсивном счетчике 12,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах преобразования информации.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.На чертеже представлена структурная схема преобразователя. Е эмап(ш + 9); -Е соэ (мС+6),Ц = П эоп совЬ + Ф);П 2 П зр пап(юС+ ф ) В состав каждого синхронного де,тектора входит фильтр нижних частот, Постоянные выходные напряжения детекторов У и У суммируются в сумматоре 10:П (И + Б ) в 1 п(6 Ф)и управляют через ПНЧ 11 счетчиком2. В установившемся состоянии Б,= О,что возможно только при 0 = ф .Так же, как и известный, предлагаемый преобразователь нечувствителенк асимметрии первичных и вторичныхобмоток фазовращателя, неравенству 10коэффициентов передачи усилителей 2и 3 синхронных детекторов 4 и 7.Применение полосовых усилителейнапряжения 2, 3 и тока 23, 24 позволяет уменьшить влияние гармонических 15составляющих на погрешность преобразователя, использовать релейные синхронные детекторы вместо гармонических,Обычно полосовые усилители не применяются в фазоизмерительных устройствах, так как фазовые сдвиги, возникающие при расстройках полосовых усилителей, полностью входят в ошибкуизмерений. Для уменьшения ошибок изза расстроек в данном преобразователеполосовые усилители охвачены отрицательной обратной связью по квадратурному сигналу. В цепь обратной связивключены синхронные детекторы 5,6,8 30и 9 и модуляторы 13-16. Синхронныедетекторы и модуляторы собраны нааналоговых ключах. Опорные напряжениясинхронных детекторов и модуляторовцепи обратной связи полосовых усили/телей напряжения сдвинуты на 90 относительно опорных напряжений синхронных детекторов, включенных в прямойцепи.Опорные напряжения синхронных детекторов и модуляторов цепи обратнойсвязи полосовых усилителей тока сдвинуты на 90 относительно напряжений,подаваемых на входы полосовых усилителей тока,45Тогда в согласованном положении, например, выходное напряжение синхронного детектора 4 равно нулю, напряжения на его сигнальном и опорном 50 входах сдвинуты на 90 О, на вход полосового усилителя 2 поступают два противофазных напряжения: напряжение фазовращателя Ю и напряжение обратной связи 0 . Выходное напряжение полосо1вого усилителя 2 где К - коэффициент усиления полосового усилителя 2;8 - коэффициент передачи цепи об-ратной связи, состоящий из синхронного детектора 5 и модулятора 13; й я 1,Если теперь, разъединив ПНЧ 11 и счетчик 12, повернуть вал преобразователя на угол 6, напряжения Б, и И, перестанут быть в противофазе;Б, =Е вдп(ы +8) =Е впб совпис ++ Е соя О ядпы 1.Для первого слагаемого Б, обратная связь отсутствует, поскольку для него опорное напряжение синхронного детектора 5 сдвинуто на 90, поэтомуБ - К Е вп 6 соваг. + (1)Е сов Е в 1 пыСВторое слагаемое Б, сдвинуто по фазе на 90 относительно опорного напряжения синхронного детектора 4 и не приводит к появлению постояннойсоставляющей на его выходе, Первое слагаемое представляет собой полезный сигнал.Вернем преобразователь в согласованное положение и расстроим полосовой усилитель 2 так, чтобы его выходное напряжение оказалось сдвинутым на угол ц относительно выходного. В этом случае напряжения П,и Бд не перестают быть противофазными, так как фаза напряжения У определяется опорным напряжением, но напряжение У сдвинуто на угол ц. Разложив его на составляющие с учетом уменьшения глубины обратной связи, получаемЕ вп(со Т+ч)Е едсозыв.+ Е в 1 пыг. В Так же, как и в предыдущем случае, лишь первое слагаемое приводит к появлению постоянного напряжения на выходе синхронного детектора 4.Сравнивая его с первым слагаемым из (1) находим, что при малых расстройках ц постоянное напряжение на выходе синхронного детектора в К ф раз меньше, чем при повороте вала фаэовращателя на угол 8 = К. Таким образом, влияние ошибок за счет расстроек полосовых усилителей уменьшено в К раз по сравнению с известным преобразователем.1336241 Составитель А. СидороваТехред И,Попович,Корректор С. Шекмар Редактор Е. Папп Заказ 4055/56 Тираж 901ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рзушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный фазовращатель, первый и второй синхронные детекторы, выходы которых под-5 ключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение - частота,выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами преобразователя и подключены к одной группе входов цифрового сумматора, другая группа входов которого соединена с выходом ге-нератора сетки частот, одни выводы входных и выходных обмоток синуснокосинусного фазовращателя объединены и соединены с общей шиной, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразователя, в Него введены четыре сумматора, четыре модулятора, два полосовых усилителя напряжения, два полосовых усилителя тока, четыре синхронных детектора, 2 два триггера и два инвертора, выход последнего старшего разряда генератора сетки частот подключен к прямому входу второго сумматора и к одним входам первого модулятора и третьего синхронного детектора, другой вход которого соединен с другим выводом входной синусной обмотки синуснокосинусного фазовращателя и подключен к выходу первого полосового усилителя тока, а выход подключен к дру-гому входу первого модулятора, выход которого подключен к инверсному входу третьего сумматора, выход которого подключен к входу первого полосового40 усилителя тока, выход предпоследнего разряда генератора сетки частот через первый инвертор подключен к входу первого триггера, выход которого подключен к прямому входу третьего сумматора и одним входом второго модулятора и четвертого синхронного детектора, выход которого подключен к другому входу второго модулятора, выходкоторого подключен к инверсному входувторого сумматора, выход которого через второй полосовой усилитель токаподключен к другому входу четвертогосинхронного детектора и к другому выводу входной косинусной обмотки синусно-косинусного фазовращателя, выход последнего старшего разряда цифрового сумматора подключен к однимвходам первого и пятого синхронныхдетекторов и третьего модулятора, выход которого соединен с инверснымвходом четвертого сумматора, прямойвход которого соединен с другим выводом выходной синусной обмотки синусно-косинусного фазовращателя, а выход - через первый полосовой усилитель напряжения соединен с одним входом второго синхронного детектора идругим входом пятого синхронного детектора, выход которого соединен сдругим входом третьего модулятора,выход предпоследнего старшего разряда цифрового сумматора через второйинвертор соединен с входом второготриггера, выход которого соединен сдругим входом второго синхронного детектора и одними входами шестого синхронного детектора и четвертого модулятора, выход которого подключен кинверсному входу пятого сумматора,прямой вход которого соединен с другим выводом выходной косинусной обмотки синусно-косинусного фазовращателя, а выход - через второй полосовой усилитель напряжения подключен кдругим входам первого и шестого синхронных детекторов, выход шестого синхронного детектора подключен к другому входу четвертого модулятора,