Датчик углового положения, скорости и ускорения вала

(51) 4 С 01. Р 3 489 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР(57) Изобретение м.б. использованов качестве датчика параметров движения в цифровых системах автоматического управления и регулирования. Цельизобретения - уменьшение погрешности измерения угловой скорости и углового ускорения. За счет введениянакапливающих сумматоров 9 и 10,включенных в кольцо и обеспечивающих сумморазностное преобразованиецифрового кода угла поворота роторасинусно-косинусного вращающегосятрансформатора 4, датчик позволяет,определить угол, скорость и ускорение из фазы выходного сигнала фазовращателя цифровым методом, что повышает точность. Синусно-косинусныйвращающийся трансформатор 4 работаетв режиме фазовращателя. 2 ил,8786 2образует выходное синусоидальное напряжение У СКВТ 4 в прямоугольные импульсы.ТТриггер 6, тактируемый фронтомимпульса генератора 1, стробирует выходной сигнал нуль-органа 5 с тем,чтобы момент записи кода в регистры13, 14 и 16 не попал на переходныепроцессы в счетчике 2 и сумматорах12 и 15. Формирователь 7 предназначендля получения узких положительных импульсов в момент поступления переднего фронта сигнала У с выхода триг 1 г гера 6, Длительность импульса должнабыть достаточной для установки счетчика 8 и регистра 18 в нулевое состояние. Счетчик 8 - двоичный суммирующий должен иметь вход установки20 в нулевое состояние.НС 9 построен на замкнутых в кольцо полном двоичном сумматоре 15 и регистре 16, запись информации в который производится по переднему фронту25 импульса, поступающего на тактовыйвход. Работа НС 9 описывается разностным уравнениемМп+11= И п 1+ М п,где Й п - выходной код НС 9 передЗО приходом (и+1)-го импульса на тактовый вход регистра 16,И п + 11 - выходной код НС 9 послеприхода (п+1)-го импульса;И п.1 - входной код НС 9 в момент1прихода переднего фронта(и+1)-го импульса.НС 10 аналогично НС 9 построен насумматоре 17 и регистре 18. Отличиезаключается в том, что регистр 18имеет вход К установки в нулевое состояние.Блок 11 инверторов и полный двоичный сумматор 12 реализуют операцию45 вычитания выходных кодов счетчика8 и НС 10: 1 136Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика параметровдвижения в цифровых системах автоматического управления и регулирования.Цель изобретения - уменьшение погрешности,На фиг1 приведена функциональнаясхема предлагаемого датчика; на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие егоработу.Датчик содержит соединенные последовательно генератор 1, первый счетчик 2, формирователь 3 .опорных напряжений, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 4, нульорган 5, триггер 6, формирователь 7,второй счетчик 8, а также замкнутыев кольцо накапливающие сумматоры (НС)9 и 10, блок 11 инверторов, сумматор12, регистры 13 и 14. НС 9 содержитзамкнутые в кольцо сумматор 15 и регистр 16, а НС 10 - сумматор 17 и ре"гистр 18.При этом выход генератора 1 подключен к тактовым входам триггера 6,счетчика 8 и регистра 18, выход триггера 6 - к тактовым входам регистров13, 14 и 16, Информационный вход регистра 13 подключен к выходучетчика 2, регистра 14 - в. выходу сумматора 12, а вход формирователя 7 подключен к входу установки нуля регистра 18, Выход регистра 13 являетсявыходом датчика по углу, регистра 16 -по скорости, а регистра 14 - по ускорению,Генератор 1 формирует последовательность импульсов П частоты Й, .Двоичный суммирующий счетчик 2, работая в режиме непрерывного счетаимпульсов П, вырабатывает линейнонарастающий код Х.Формирователь 3 опорных напряженийпреобразует выходной код Х счетчика2 в двухфазную систему напряженийУ и У . Формирователь 3 может бытьреализован, например, с помощью постоянных запоминающих устройств, преобразующих линейный код Х в коды соя Хи я 1 п Х, и цифроаналоговых преобразователей этих кодов в напряжения,СКВТ 4 работает в режиме фазовращателя, вращающееся магнитное полесоздается двухфазной системой напряжений Пя и Ц , подключенных к обмотке возбуждения и квадратурной обмотке соответственно. Нуль-орган 5 пре 1 з Н "аРегистры 13 и 14 обеспечивают запись параллельно-двоичного кода по50 переднему фронту импульса, поступающего на тактовый вход, и его хранение,Датчик работает следующим образом,На выходе СКВТ 4 выходной сигналимеет Вид;П,= Уя 1 п(д, -В),где 9 - угол поворота СКВТ 4.Сигнал П на выходе триггера 6описывается выражением13687 У= здпздп (и,1-9)В счетчике 2 записывается значение линейно нарастающего кодаХ = , .5За счет введения накапливающих сумматоров, включенных в кольцо и обеспечивающих сумморазностное преобразование цифрового кода угла поворота ротора СКВТ, датчик позволяет 10 определить угол, скорость и ускорение из фазы выходного сигнала Фазовращателя чисто цифровым методом, что позволяет повысить точность. Причем датчик не имеет методической ошибки 15 измерения скорости. Формула и з о б р е т е н и я Датчик углового положения, скоро сти и ускорения вала, содержащий последовательно соединенные генератор, первый счетчик, формирователь опорных напряжений, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, нуль-орган 25 и триггер, а также второй счетчик,86 4йервый и второй регистры, причем Свход второго счетчика подключен к выходу генератора, а 0-вход первогорегистра - к выходу первого счетчика, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что,с целью уменьшения погрешности, в него дополнительно введены замкнутыев кольцо первый и второй накапливающие сумматоры, блок инверторов и сумматор, выход которого подключен кП-входу второго регистра, а такжеформирователь импульсов, вход которого подключен к выходу триггера, кС-входам первого и второго регистрови первого накапливающего сумматора,а выход - к К-входам второго счетчика и второго накапливающего сумматора,С-вход которого в свою очередь подключен к С-входу триггера и выходугенератора, а выход второго счетчикак входу сумматора, причем выход первого регистра является выходом датчика по углу, первого накапливающегосумматора - по скорости, а второгорегистра - по ускорению.Подписи оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектн Тираж НИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра