Двухотсчетный электромеханический преобразователь углового положения вала в цифровой код

111) 670953 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиквид-ву 5855 полнительное к 2) Заявлено 01.02,77 (21) 2448541/181) Л. Кл,-6 08 С 9,0 с присоединением (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,0 (45) Дата опубликован ки Ке Государственный ком(72) Авторы изобретения О. А, Павлов, А, А. Любимов и В, И. Смирновенинградский институт авиационного приборостроения(54) ДВУХОТСЧЕТНЪЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛАВ ЦИФРОВОЙ КОД Изобрстенис относится к области автоматики и вычислительной техники и являстся усовершенствованием известного устройства,По авт. св. 1 че 585515 известен двухотсчетный электромеханический преобразователь углового положения вала в цифровой код, содержащий двухотсчетный датчик, соединенный с каналами грубого и точного отсчетов непосредствснно и через источник периодического сигнала, блок индикации, дешифраторы грубого и точного отсчетов, блоки ключей грубого и точного отсчетов, ключи переменного тока, усилитель переменного тока, вентиль, элементы И и НЕ и блоки управления, выходы каналов грубого и точного отсчетов подключсны через соответствующие дешифраторы ко входам блоков ключей, выходы которых соединены со входами блока индикации, ключи переменного тока через послсдовательно соединенные усилитель переменного тока и вентиль подключены к одному из входов элемента И, выход которого соединен со входом одного из блоков управления и через элемент НЕ - со входом другого блока управления, выходы блоков управления соединены с другими входами блоков ключей грубого отсчета, выходы двухотсчетного датчика соединены с одной 2группой входов ключей переменного тока, другая группа входов которого соединена с выходами канала грубого отсчста, другой выход канала точного отсчста сосдинсн с другим входом элемента И 1.Известный преобразователь имеет ограниченные возможности для повышсния точности преобразования, поскольку его точность определяется количеством фаз в гру бом и точном отсчетах датчика, а значительное увеличение количества фаз ограничено трудностями конструктивного характсра.Целью изобретения является повышение 15 точности преобразователя.Поставленная цель достигастся тем, что вдвухотсчетный электромеханический преобразователь введены блок коммутации фаз, преобразующий блок аналогового сигнала, преобразующий блок эталонного сигнала, делитель частоты, генератор частоты, сравнивающий элемент, рсверсивный с летчик, блок ключей и блок делителя эталонного сигнала, выходы точного отсчета датчика соединены с одной группой входов блока коммутации фаз, другая группа входов которого соединена с выходам канала точно.го отсчета, выход блока коммутации соединен с одним из входов преобразующего 30 блока аналогового сигнала, выход которого60 соединен с одним из входов сравнивающего элемента, выход источника периодического сигнала подключен к одному из входов преобразующего блока эталонного сигнала, другой вход которого объединен с соответствующим входом преобразующего блока аналогового сигнала и подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с генератором импульсов, выход прсобразующсго блока эталонного сигнала соединс с первым входом блока делителя эталонного сигнала, выход которого подключен ко второму входу сравнивающего элемента, выход которого соединсн с одним из входов реверсивного счетчика, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выходы реверсивного счетчика соединены с другими входами блока делителей эталонного сигнала и через блок ключей - со входом блока индикации.Функциональная схема преобразователя представлена на чертеже.Преобразователь содержит двухотсчетный датчик 1, состоящий из многополюсного трансформатора 2 точного отсчета и двухполюсного многофазного трансформатора 3 грубого отсчета, источник периодического сигнала 4, фазочувствительные усилители 5 и элементы шунтирования 6, образующие в сочетании каналы грубого 7 и точного 8 отсчетов, дешифраторы грубого и точного отсчетов 9, блоки ключей грубого отсчета 10 и точного отсчета 11, ключи переменного тока 12, усилитель переменного тока 13, вентиль 14, элемент И 15, блок управления 16, элемент НЕ 17, блок управления 18 и блок индикации 19. При повороте входного вала, а следовательно, и ротора двухотсчетного датчика, происходит поочередное появление полезного сигнала положительного знака на выходе шунтирующих элементов в каждом из отсчетов, причем цикл опроса всех фаз точного отсчета датчика происходит в интервале полезного сигнала с выхода шунтирующего элемента, определенной фазы грубого отсчета. Устранение возможных рассогласовапий грубого и точного отсчета датчика обеспечивается синхронизацией, реализованной на блоках 15, 16, 17, 18.Блок коммутации фаз 20, одна группа входов которого соединена. с выходами точного отсчета датчика, а другая - с выходами элементов шунтирования точного отсчета 6, преобразующий блок аналогового сигнала 21, преобразующий блок эталонного сигнала 22, блок делителя эталонного сигнала 23, генератор импульсов 24, делитель частоты 25, реверсивный счетчик 26, сравнивающий элемент 27, блок ключей 28. Выход блока коммутации 20 соединен с одним входом преобразующего блока аналогового сигнала 21, другой вход блока 21 подключен к выходу делителя частоты 25. Один вход преобразующего блока 22 сосди 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 он с выходом источника периодического сигнала 4, другой - с выходом делителя частоты 25. Выход преобразующего блока аналогового сигнала 21 соединен с одним из входов сравнивающего элемента 27, выход преобразующего блока эталонного сигнала 22 подключен к одному входу блока делителя эталонного сигнала 23, выход которого соединен с другим входом сравнивающего элемента 2. Выход генератора импульсов 24 соединен со входом дслптсля частоты 25 и одним из входов реверсивного счетчика 26, второй вход реверсивного счетчика подключен к выходу сравнивающего элемента, Выходы реверсивного счетчика соединены со входами блока ключей 28 и с группой входов дслителя эталонного сигнала, выход блока ключей подключен ко входу блока индикации 19, Работа преобразователя заключается в следующем. Угловое положение входного вала преобразователя преобразуется поворотными трансформаторами 2 и 3 в напряжения, снимаемые с выходных обмоток гфаз) трансформаторов и имеющие величину, пропорциональную угловому положению вала. Обмотки имеют простран 2 пственный сдвиг р= в грубом отсчете иУг и2;.ср,= в точном отсчете. Здесь:7 Пт - количество фаз в грубом отсчете; и - количество фаз в точном отсчете;р - число пар полюсов в точном отсчете;Р=1,Для описания устройства и принципа работы преобразователя предполагаем, что т=4, и=2. Необходимым условием для появления на выходе элемента шунтирования сиги "ла голожительного знака как в грубом, так и в точпом отсчете является наличие на одном его входе положительного сигнала с выхода фазоч;вствительного усилителя той жс фазы датчика и на другом - отрицательного сигнала с выхода фазочувствнтсльного усилителя последующей фазы. Прн повороте вала датчика происходит поочередное появление полезного сигнала на выходе шунтирующих элементов внутри отсчета, причем цикл опроса всех фаз точного отсчста датчика происходит в интервале полезного сигнала с выхода шунтирующего элемента одной из фаз грубого отсчета. Устранение возможной ошибки в выходном коде преобразователя, возникающей в зоне асимметрии нулевых точек двухполюсного поворотного трансформатора, обеспечивается синхронизацией отсчетов, реализованной с помощью блоков 15, 16, 17, 18. Для достижения поставлснной цели, т. е. повышения точности отсчета преобразователя, каждая из фаз точного отсчета датчика подключена к соответствующему входу блока коммутации фаз, обеспечивающего подключение выхода нужной фазы точного от 670953счета ко входу преобразующего блока аналогового сигнала, Это обсспечнвается тем, что выходы шунтирующих элементов точного отсчета соединены с другой группой входов блока коммутации фаз и ко входу блока 21 подключается лишь та фаза точного отсчета, на выходе шунтирующсго элемента которой имеется управляющий сигнал положительного знака,Сигнал с выхода датчика 1, усиленный и преобразованный в сигнал постоянного тока в блоке 21, поступает на первый вход сравнивающего элемента 27. С выхода источника периодического сигнала через преобразующий блок эталонного сигнала с теми же параметрами, что и у аналогового, эталонное напряжение поступает на вход блока делителя 23, На другие входы преобразующих блоков 21 и 22 поступают импульсы с генератора импульсов 24 через делитель частоты 25 с частотой, равной частоте периодичсского сигнала с выхода блока 4. Амплитуда сигнала постоянного тока на выходе блоков 21 и 22 пропорциональна амплитуде периодического сигнала, а знак соответствует фазе периодического сигнала. На другую группу входов блока делителя эталонного сигнала поступают сигналы управления с выходов реверсивного счетчика 2 б, которые обеспечивают получение на выходе блока делителя эталонного сигнала серии эталонных уровней напряжения, поступающей на второй вход сравнивающего элемента. На выходе сравнивающего элемента формируется управляющий сигнал, полярность которого определяется результатами сравнения, поступа 1 ощий на один из входов рсвсрсив;юго счетчика, на второй вход счетчика поступа 1 от пусковые импульсы с генератора импульсов. На выходах реверсивного счетчика формируется, таким образом, код, пропорциональный амплитуде выходного сигнала с фазы точного отсчета, а следовательно, и угловому псложению входного вала. Блок ключей 28, управляемый сигналами с выхода реверсивного счетчика, обеспечивает зажигание нужных цифр в блоке индикации 19.Предлокенный преобразователь позволяет получить высокую точность преобразова,ия без су 1 цествспного увеличения массо-габа" 11 т 1 ых 1:Оаз,",тслей. Отсчетное устройство выполнено полностью на серийно выпускаемых микросхемах.5Формула изобретенияДухатсчстп 1,111 электромеханический пре 10 ОбразОВатсль угло:10 ГО 110 ложс 111111 Вала Вцифровой код по авт. св, М 585515, отл ич а ю щ е с с я тем, что, с целью повышснпяточности прсобразоватсля, в него введеныблок коммутации фаз, преобразующий блок13 аналсгового с 11 гнала, преобразующий блокэталонного с 11 гнала, делитель частоты, генератор частоты, сравнивающий элемент, реверспш 1 ый счетчик, блок ключей и блок делителя эталонного сигнала, выходы точного20 отсчета датчика соединены с одной группойвходов блока коммутации фаз, другая группа входоз которого соединена с выходами1 анала точности отсчета, выход Олока коммутации соединен с одним пз входов преобБ РаЗУЮ 1 ЦСГО ОЛОКа аиаЛОГОВОГО СПГНала, ВЫход которого соединен с одним из входовсравнивающего элемента, выход источникапериодического сигнала подключен к одному из Входов преобразующего блока эта 30 лонного сигнала, другой вход которогообъсд 1 п 1 сн с соответствующим входом преобразующего блока аналогового сигнала иподключен к выходу делителя частоты, входкоторого соединен с Генератором импульсов,35 выход прсобразу;о 1 цсго блока эталонногосигнала сосдинсн с первым входомблока делителя эталонного сигнала, выход которого подключен ко второмувходу сравнивающего элемента, выход40 которого соединен с одним пз входов ревсрсиВНОГО счст 111 ка, Д 1)ГОЙ вхОД котОРОГО сосдинсн с выходом генератора импульсов, выходы реверсивного счетчика сосдппсны сдругими входамп блока дслптслсй эталон 45 ного сигнала и через блок ключей - совходом блока индикации,Источ;1 пки информации,принятые ьо внимание прп экспсртизс1, Авторское свидетельство СССР50 М 585515, кл. б 08 С 9/00, 1977.670953 Составитель И. Назаркин Чирко орректор Р. Беркович дакт амышникова. Сапунова,Заказ 130/1 б Изд, ЛЪ 387 Тираж 727НПО Поиск Го;ударственного когнитста СССР по делана изобрст113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписноеий и открытш