Преобразователь угла поворота вала в код

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветснмкСоциалистическихРеспублик и 744698 фе глд т К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 30,06.80. Бюллетень24 до дедам иэобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 03.07,80(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОДИзобретение относится к автоМатикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычиспитепьньтм устройством.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие кодовую маску, укреппенну 1 о на валу, и неподвижныесчитывающие эпементы 1Недостатки таких преобразоватепей -большие габариты, низкие точность и разрешающая способность,Известны также нреобраэоватепи, содержащие многофазный источник переменного напряжения, подключенный к входаммногофазного датчика, выходы которогочерез блоки фаэосдвигаквцих элементовподключены к преобраэоватепю сдвига фазы в код. В таких преобразователях исключаются погрешности неравенства коэффициентов передачи обмоток и погрешнос.ти пространственного сМешения обмотокдатчика угла 121 . Недостаток таких пре-,образователей заключается в их спожноота, в частности, в необходимости многофазного источника переменного напряжения с малыми нелинейными искажениями.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому явпяется преобразователь угла поворота вала в код, со-, держащий источник переменного напряже ния, подкдточенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, блок преоб- разования амплитудно-модупиров анных сит капов в код 31Недостаток таких преобразоватепей состоит в значительных погрешностях, выл. ванных неравенством коэффициента передачи обмоток датчика и их пространственным смещением.Цель изобретения - повышение точности преобразов ателя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, одни вьтводы вторичных обмоток которого подкпю469 В 3 74чены к блоку преобразований амплитудномодулированных сигналов в код, а другойвывод одной вторичной обмотки подключенк общей шине, введены четыре переключагеля, а синувно-косинусный датчик снабжен дополнительными вторичными обмотками, входы первого и второго переключателей соединены с выводами первой дополнительной вторичной обмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединеныс выводами второй дополнительной вторичной обмотки, общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с., другом, общая точка второго переключателя соединена с обшей шиной, а общая точка четвертого переключателя соединена сдругим выводом другой вторичной обмотки,На чертеже представлена структурнаясхема преобразователя.Преобразователь содержит источник 1переменного напряжения, подключенный кпервичной обмотке синусно-косинусногодатчика 2, одни выводы вторичных обмсток которого подключены к блоку 3 преобразования амплитудно-модулированных сит-напои в код, первый переключатель 4 ивторой переключатель 5, входы которогосоединены с выводами первой дополнительной вторичной обмотки, третий переключатель 6 и четвертый переключатель 7,входы которых соединены с выводами второй дополнительной вторичной обмотки,общие гочки переключателей 4 й 6. соединены друг с другом, другой вывод однойвторичной обмотки датчика 2 и общаягочка переключателя 5 соединены с общей шиной, а общая точка переключателя7 соединена с другим выводом другойвторичной обмотки датчика 2,Переключатели 4 - 7 работают независимо друг от друга, подключая полностью или частично дополнительные вторичные обмотки датчика 2 последовательнос другой вторичной обмоткой этого. датчика. Направление включения дополнительных обмоток зависит от знака компенсируемой погрешности.Преобразователь работает следующимобразом.Источник 1 формирует синусоидвльноенапряжение У питания, поступающее напервичную обмотку датчика 2. Выходныенапряжения О и О на вторичных обмотках датчика 2 изменяются в функпии синуса и косинуса угла поворотаЦ = УбЦа(0 = (О+В У)с 08(А+в А),.где 3 Х - номинальная амплитудавькодных сигналов вторичных обмоток; а- постоянные смешения поь 1 Г дамплитуде и фазе, вызванные неравенством коэффициентов передачи5обмоток датчика 2 и ихпространственным смещением по фазе,Смещения Ь У и Ь с вызываютмультипликативную погрешность измерения10 угла поворота нала,С помощью переключателей 4 и 5 регулируют фазу выходных сигналов синуоно-косинусного датчика 2, исключая смешение по фазе огибающей между выходны 15 ми сигналами датчика 2,При этом часть Ь У выходного напряжения косинусной (синусной) обмотки складывается с выходным напряжением У гнусной (косину сной) обмотки.Овско фа Цс 08 (А+д):Я до йтй+ас)Выбрав с помощью переключателей 4и 5 величину а У так, чтобы выполнялось равенство а (: игсу , ком 25 пенсируют погрешность преобразователя,вызванную отклонением Л 4 от перпен-дикулярносги обмоток датчика 2-.С помощью переключателей 6 и 7 регулируют амплитуду выходньгх сигналовЗО датчика 2, исключая неравенство амплитуд 4 У синусной (косинусной) обмотки,вызванное в процессе компенсации неперпендикулярности обмоток 64Скомпенсироввнные по амплитуде и фазе огибающей выходные сигналы синусно"косинусного датчика 2 поступают в блок3, где происходит преобразование амплитудно-модулироввнных сигналов в код сиспользованием промежуточного преобра 4 О зования в фазу или решение тригонометрических тождеств,В результате использования дополнительных обмоток датчика. 2 и переключателей 4-7 для,регулирования амплитуды45 и фазы огибающей выходных сигналовдатчика 2 точность преобразователя углав код значительно повышается, также квки в случае применения фильтра обратнойпоследовательности в двух фвзных фазоврвщателях. Например, для преобразователя угла с датчиком типа ВТпогрешность уменьшается приблизительно в 10рвз.Однако по сравнению с двухфазнымифазовращателими предлагаемый преобразоввгель проще, в нем используется однофюный источник питания вместо двухфазного,а самое главное, упрощается конструкпиясинусно-косинусного датчика 2, в качестПоди ж 682 НИИПИ Заказ 3822/1 ул. Про фюпщл ППП атентф, г. Ужго я ,мксмеюй ".".-,Ыы , Й:;- ." заумнаыасй, ю-:ФФейем М,ЖфФыйЪФММфйЫ%йфф 1 ЙЙМ 46 ОИФфйФМЩЙВИмЬЗЖФ" ю". :- -, . : " . - ,- у,:5 7446 ве. которого используют, например, высокоточный индукционный редуктосин с одной первичной обмоткой.Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя оценивают по отношению к преобразователю на основе двухфазного фазовращателя с фильтром обратной последовательнос щ, который имеет такую же точность, За счет использованияболее технологичного в изготовлении индукционного редуксина и упрощения блока питания затраты на изготовление одного преобразовагеля снижаются в "1,3 раза, что приводит к экономии 400 р. на один преобразователь. По пред З варительным подсчетам годовая экономия составляет около 40.000 р. формул а изоб ре те ния 2 О Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источнйк переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, одни 25 выводы вторичных обмоток которого подключены к блоку преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, а дру 98 6гой вывод одной вторичной обмотки подключен к общей шине, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности преобразователя, в него введенычетыре переключателя, а синусно-косинусный датчик снабжен дополнительнымивторичными обмотками, входы первого ивторого переключателей соединены с выводами первой дополнительной вторичнойобмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединены с выводами второй дополнительной вторичной обмотки,общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с другом, общаяточка второго переключателя соединенас общей шиной; а общая точка четвертогопереключателя соединена с дружм выводом другой. вторичной обмотки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Меськин И, В. фотоэлектрическиепреобразователи информации, 1962,с, 8-1 1.2, Зверев А. Е, и др, Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.Л"Энергия", 1974, с. 103-106.3. Патент США М 3505669,кл. 340-347, 1970 прототип).