Канал точного отсчета преобразователя угол-код

ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцмвпмстмческмхРеспубпмк и 714455). л,008 С 9/О рисоелинением заявки Ме ерттеенньа н СССР дслаы изебрет н еткрмтийа опубликования описания 08,02.8 2) Авторы изобретения Буданов и А. А. Гаврилов 1) Заявитель ОВАТЕЛ 54) КАНАЛ ТОЧНОГО ОТСЧЕТА ПРУГОЛ-,КОД кой сущточного , содерд котоИзобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для представления угла поворота вала в цифровой форме.Известны двухотсчетные преобразова- тели угловых перемещений в код параметрического типа, которые содержат опорный и сигнальный элементы которые во взаимодействии с модулирующим элементом осуществляют модуляцию физической величины, а также приводный микродвигатель 111,Наиболее близким по техничесности к данному является канал.отсчета преобразователя угол-код жаший генератор импульсов, выхо рого соединен с первым входом блока управления и входом делителя частоты первый выход которого через усилитель соединен с микродвигателем, кинематически соединенным с параметрическим преобразователем угла, выходы которого через соответствуюцтие нуль-индикаторы соединены со вторым и третьим входом блока управления, первый выход которогосоединен со входом счетчика, элементуправления, фильтр нижних частот, фазовые детекторы и избирательный усилитель 123,Задача управляющего элемента сосстоит в том, чтобы, изменяя фазовыйсдвиг питающих напряжений микродвигателя, противодействовать качаниям ротора микродвигателя. Напряжение питаниямикродвигателя поступает от делителячастоты на элемент управления, послекоторого усиливается по мощности усилителем. Таким образом фазовое управление можно вести как по одной, так и подвум фазам, В прототипе использовалосьдля питания синхронного микродвигателянапряжение прямоугольной формы, а вкачестве элемента управления использовались одновибраторы.Недостатком прототипа является малаяточность, так как системы не позволяютполностью устранить все источники по 1грешностей,3 7Целью изобретения является повышение точности преобразователя в каналеточного отсчета с параметрическим преобразователем масштаба "угла.Это достигается тем, что в каналточного отсчете преобразователя угол-код,Фвведены блок команд, счетчик периодов,блок разности, блок умножения, блокмасштаба, сумматор и регистр памяти,второй выход блока управления через"йбследовательно соединенные счетчикпериодов и блок разности соединен спервым входом блока умножения, выходкоторого соединен с первым входом сумматора, второй выход делителя частотысоединен с первым входом блока команд, второй вход которого соединен стретьим выходом блока"управления, пер-вый выход блока команд соединен с первым входом регистра памяти и вторымвходом сумматора, а второй выход - совторым входом блока умножения, первыйвыход счетчика через блок масштабирования соединен с третьим входом блока"умножения второй выход счетчика сое; - динен с третьим входом сумматора,выход которого соединен со вторым входом.регистра памяти.Сущность изобретения состоит в том,что для устранения частотной модуляцииопределяют фазу не кодированием вре" менногоинтервала между нуль-перехо-.дами сигнального и опорного напряжений14. и 1 о+, а кодированием отношения" временного интервала к периоду сигналав текущий момент времени, т,е,е+ о+г2 дсгде Т = щВлияние фазовой модуляции с частотой," " Вращения ротора микродвигателя устра няеТся суммированием результатов Йпреобраздваний, где каждое преобразова"ние осуществляется в моменты времениравные 1 = - 0-1), Й -чи 2 мийй.слоизмерений за оборот, как правило,8, 16, 32 и т,д; .й - частота вращения ротора.Опорное и сигнальное напряжение спараметрического преобразователя масш-таба угла подаются на нуль-индикаторы, фиксирующиемомент перехода че" ", рез нуль от отрицательной к положительной полуволне. В этот момент они,выдают короткие, импульсы, фронт наЬастания ко 1 орых определяет разрешаю 14455 4 аную способность измерения. Временной 0 20 ЭО 40 45 0 55 рнтервал, пропорциональный фазовомусдвигу, формируется в блоке управления,и в течение длительности этого интервала импульсы эталонной частоты поступают на вход счетчика. Количество импульсов, подсчитанное за время, пропорционально фазовому сдвигу между опорными сигнальным напряжениями, Так как сигналы с параметрического фазовращателяискажены амплитудной и фазовой модуляциями с частотой, определяемой скоростью вращения микродвигателя, а измерения фазы происходят многократно запериод паразиткой модуляции, то числов счетчике периодически измеряется, Появляется "дребезг" показаний. Характери величина "дребезга" в порядке возрастания определяются: амплитудной модуляцией, неравномерностью скорости вращения и фазовой модуляцией. Подавлениепаразитной фазовой модуляцииосуществляется блоками, Импульсы после нульиндикаторов поступают на фазовый детектор, Избирательный усилитель выделяети усиЛивает составляющую с частотойфазовой модуляции, которая воздействуяна нуль-индикатор, вызывает изменения,обратные паразитному изменеп 1 ю фазысигнала. Изменечня показаний от нестабильности скорости вращения обусловлены тем, что частота сигналов, снимаемых с параметрического преобразователямасштаба угла, получается переменной,тогда как частота заполняющих импульсов постоянна. С целью компенсацииэтой составляющей погрешности фазовыйдетектор выявляет на частоте выходногосигнала параметрического преобразователя масштаба угла колебания ротора микродвигателя и после фильтрации егофильтром нижних частот подает на элемент управления,На чертеже приведена блок-схема кайала точного отсчета преобразователяугол-код.Канал точного отсчета преобразователя угол - код содержит генератор 1 импульсов, делитель частоты 2, блок 3 команд, усилитель 4, микродвигатель 5,параметрический преобразователь 6 угла,нуль - индикаторы 7 и 8, блок 9 управления, счетчик 10 периодо блок 11 разности, блок 12 умножения, блок 13масштаба, счетчик 14, сумматор 15,регистр 16 памяти.Выход усилителя 4 подключен ко входумикродвигателя 5, вал которого соединен5 714455 6с одним входом параметрического преобразователя масштаба 6 угла, а второйего вход соединен с исследуемым валом. Два выхода параметрического преобразователя масштаба 6 угла подключены через нуль-индикаторы 7 и 8 ковходам блока 9 управления, выход которого соединен со входом счетчика 10периодов. Выход генератора 1 импульсов подключен ко входу делителя частоты 2 и к другому входу блока 9 управления, Выход делителя 2 частоты подключен ко входу усилителя 4 и к одно-,му из входов блока З,команд, к другому входу которого подключен второй выход блока 9 управления. Выход счетчика 10 периодов через блок 11 разностиподключен к одному из входов блока 12умножения, другие входы которого соединены с одним из выходов блока 3 команд и с выходом блока 13 масштаба,вход последнего через счетчик 14 углаподключен к третьему выходу блока 9управления, Выход блока Х 2 умноженияи другой выход счетчика 14 угла подключены к входам сумматора Х 5; другой вход которого и один из входов регистра 16 памяти соединены с другимвыходом блока 3 команд, выход сумматора 15 подключен к другому входу регистра 16 памяти.По цепи генератор 1 импульсов, делитель частоты 2, усилитель 4 мощностиосуществляется питание синхронного микродвигвтеля 5 параметрического преубразователя 6 угла. (Микродвигатель вращает общий ротор модулирующий элементопорного и сигнального каналов. Модулируемый элемент (статор) опорного напряжения жестко закреплен и не имеетсвязи с сигнальным элементом, которыйсвязан с входным (измерительным) валом. При повороте вала сигнального элемнта параметрического преобразователяа угол А , фаза выходного сигнальноговпряжения изменяется на г с относис, тельно фазы опорного напряжвйия, гдеукоэффициент преобразования масштабаугла. Переходы через нуль напряженийопорного и сигнального каналов определяются нуль - индйквторвми 7 и 8,Блок 9 управления совместно с блоком 3команд определяет время Ф ц , исходя из3 язадвнето Й = 8, 16, 32, какЕ "-д(И) 5 Ъ - скорость вращения микродвигателя, ц - число измерений зв оборот, и формирует интервал временипропорциональный сдвигу фаз между первыми гармониками опорного и сигнального напряжений, В течении интервала времени счетчик 14 угла заполняется импульсами от генератора 1. Управление счетчиком 10 периодов осуществляется через нуль-индикатор 7 блоком 9 управления и блоком 3 команд. После кодированияпериода и угла происходит обработка результатов. В блок 11 разности иэ счетчика 10 периодов переносится , с учетомзнака, разность между расчетным перио- .дом и измеренным. Информация со старшихразрядов счетчика 14 угла поступает на блок 13 масштаба, который в зависимостиот фазового сдвига сигнального напряжения определяет масштаб пересчета разности периодов, Умножение величины рвзности периодов на масштабный коэффициент происходит в блоке 12 умножения. Результат из блока 12 умножения переносится в младшие разряды сумматора 15, куда поступает и код из счетчика 14 угла. Переносв регистр 16 памяти кода из сумматора 15 производится один раз зв период вращения ротора микродвигвтеля. З 0 Предлагаемое устройство канала точного отсчета позволяет практически полностью устранить периодически изменяющиеся во времени погрешности преобразователей угол- код с параметрическимидатчиками угла. Величину суммарной погрешности удалось снизить с 40-30 угл сек до 1-;2 угл.сек. нв том же образце,датчика. формула изобретения Канал точного отсчета преобразовате"ля угол-код, содержащий генератор им пульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления% входомделителя частоты, первый вЪход которогочерез усилитель соединен с микродвигателем, кинемвтически соединенным с па рвметрическим преобразователем углв, выходы которого через соответствующиенульиндикаторы соединены со вторым итретьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом 55 счетчика отличающийся тем,Эчто, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок команд,счетчик периодов, блок разности, блокеда 95/50 Тираж 682 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Заказ Подписноео комитета СССй и открытий 4 ауиская н филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектиая,7 71 умножения, блок масштаба, сумматор и регистр памяти, второй выход блока управления через последовательно соединенные счетчик периодов и блок разности соединен с первым входом блока перемножения, выход которого соединен с перввм входом сумматора, второй выход -. делителя частоты соединен с первым входом блока команд, второй вход ко- торого соединен с третьим выходом блока управления, первый выход блока команд соединен с первым входом регистра памяти и вторым входом сумматора, а второй выход - со вторым входом блока, умножения, первый выход счетчика че 4455 8 рез блок масштаба соединен с третьим входом блока умножения, второй выход счетчика соединен с третьим входом сумматора, выход которого соединен со вторым входом регистра памяти. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зверев А. Е. и др. Г 1 реобразователи угловых перемещений в цифровойкод. Л., "Энергия", 1974, с. 11-18,2, Буданов А. С. и др. Электронныеузлы преобразователя угол-код. Реф,инф,по радиоэлектронике, 1971, К 21, реф,15 681, с. 195 (прототип).