Интерполятор для динамических круговых преобразователей

(22)Заявлено 24,04.78 (21) 2612917/18-24 (5 )М. Кл.2 с присоединением заявки РЙ -6 06 б 7/30 Гасударственный камитет( 088.8) пв делам иэабретений и открытийДата опубликования описания 10.07.80(72) Автор изобретения Ю. П. Дарменко Украинский республиканский центр стандартизациии метрологии Госстандарта СССР(54) ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ КРУГОВЫХПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ Й Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано в динамических круговых преобразователях угла поворота, применяемых в машиностроении для измерения параметров движения.Известны динамические круговые преобразователи угла поворота, у которых сигнал снимаегся с одного выходав виде напряжения синусоидальной или близ .10 кой к нему формы. К ним относятся, например преобразователи магнитовлектрического типа с полным круговым усреднением, а также ряд других. Для интерполяции сигналов указанных преобразова 15 телей применяется удвоители частоты или их последовательное соединение, которые функционируют по принципу двухполупериодного выпрямления 111,Однако интерполяторы имеют недостаточно высокую точность преобразования.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является интерполятор для динамических 2круговых преобразователей, который состоит из удвоителя двухполупериодного выпрямителя, усилителя-формирователя, дифференцирующих цепей и элемента ИЛИ, Напряжение на выходе удвоителя в форме пульсаций преобразуется усилителем-формирователем в импульсы прямоугольной формы, дифференцирующие цепи формируют импульсы, соответствующие передним и задним фронтам прямоугольных импульсов. В результате, кажцый период синусоидаль ных сигналов, поступающих на вход интерполятора, делится на четыре 21.Недостатком удвоителей, а также указанного интерполятора является их критичность к амплитуде входных сигналов, и, в результате, существенная погрешность интерполяции в диапазоне амплитуд. Погрешность возникает вследствие зависимости формы кривой выпрямленных подупериоцов от изменения амплитуды входных сигналов, В свою очередь, изменения формы сигнала на входе усилителя-формирова теля изменяют скважность импульсов на6583, 4 45 50 55 3 74его выходе. Это обстбятельство ограничивает возможности применения указанныхинтерполяторов, в особенности с преобразователями магнитоэлектрического типа,у которых амплитуда сигналов сильнозависит от скорости вращения ротора.Целью изобретения является повышениеточности работы интерподятора,Поставленная цель достигается тем,что интерполятор цля динамических круговых преобразователей, содержащий удвоитель частоты, вхоц которого являетсявходом интерполятора, а выход соединенс инвертирующим вхоцом усилителяформирователя, и два цифференцирующихзВена, .подсоединенных входами .и выходами соответственно к выходу усилителяформирователя и к двум входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом интерполятора, цоподнительно содержит интегратор, вход и выход которогоподключены соответственно к выходу .инеинвертирующему входу усилителя-формирователя,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема предлагаемого интерполятора; нафиг. 2 - временные диаграммы цля иллюстрации его работы; на фиг. 3 - практический пример схемы принципиальнойэлектрической интерполятора.Интерполятор состоит из удвоителя 1частоты, усилителя-формирователя 2 синвертирующим и неинвертирующим вхо"дами 3 и 4, интегратора 5, дифференцирующих звеньев 6 и 7, элемента 8 ИЛИ,Выход удвоителя 1 связан с инвертирующим входом 3 усилителя-формирователя 2, выход которого связан со входоминтегратора 5 и дифференцирующими звеньями 6 и 7, выходы которых объединяются элементом 8 ИЛИ, выход интегратора5 связан с неинвертирующим входом 4усилителя-формирователя 2,Интерполятор работает следующим образом.Синусоидальный сигнал кругового преобразователя преобразуется на выходеудвоителя 1 в напряжение пульсаций (фиг.2 а), которое поступает на вход 3 усилителя-формирователя. Напряжение навыходе усилителя-формирователя в формемеандра (фиг. 2 в) поступает на дифференцирующие звенья 6 и 7, которые формируют импульсы, соответствующие передним и задним фронтам меандра, а такжена вкод интегратора 5. Элемент 8 ИЛИобъединяет импульсы с выходов звеньев6 и 7 в один канал. Интегратор 5 поддерживает на своем выходе напряжениеЦ смещения для иеинвертирующеговхода 4 усилителя-формирователя таким,чтобы скважность импульсов на выходеусилителя-формирователя оставалась равной двум (Ц =2), Очевидно, что точностьподдержания равенства Ч =2 в диапазоне амплитуд входных сигналов и при про- .чих дестабилизирующих факторах гаранти рует аналогичную точность интерполяции.Это обеспечено выбором соответствующего значения постоянной интегрирования,из условия, чтобы она была намного больше максимального периода Т входных 15 сигналов интерполятора, а также условием, чтобы обратная связь с выхода усилителя-формирователя через интегратор5 ко входу 4 была отрицательной. Еслиуказанные условия выполняются, то при 20 скважностиимпульсов, равной двум, интегралы от импульсных напряжений положительной и отрицательной полярностиравны между собой и противоположныпо знаку, а изменения напряжения на выходе интегратора вследствие воздействияна него положительных и отрицательныхимпульсов пренебрежимо малы, поэтомуна выходе интегратора остается накопленное ранее напряжение Ос,ц ( фиг, 2, 30 а,в), При отклонении скважности импульсов в большую иди в меньшую (фиг, 2 с,сЯ ) сторону, вызванном, например изменением амплитуды входных сигналов устройства, либо изменением Ос из-за 35,утечек интегрирующего конденсатора,длительности положительных и отрицательных импульсов не равны, т, е. возникает постоянная составляющая соответствующего знака, и она интегрируется. В 40 результате, напряжение на выходе интегратора 5 изменяется в сторону восстановления прежнего состояния, при котором скважность равна двум Для того, чтобы в установившемся состоянии скважность сигнала на выкоде усилителя-формирователя 2 точно соответствовала двум, ампдитуца импульсов положительной и отрицательной полярности должна быть одинаковой. Иэ практического примера (фиг. 3) видно, что ддя этого использован ограничитель 9, выполняющий ограничение по принципу циодной фиксации положительных и отрицательных, уровней. Йиодная фиксация, а также глубокая обратнаясвязь, которая обеспечивается применением для усилителя-формирователя 2 иинтегратора 5 операционных усилителей5 746583 6обеспечивают в совокупностивысокуюинтерполятора, о т л и ч а ю щ и й с я точность интерполяции в диапазоне амп- тем, что, с целью повышения точности литуд входных сигналов, интерполятора, он содержит интегратор,вход и выход которого подключены соответственно к выходу и неинвертирующему вхоф о р м у л а и з о б р е т е н и я ду Усилителя-формирователя.Интерполятор для динамических круговых преобразователей, содержащий удвоитель частоты, вход которого является входом интерполятора, а выход соединен с инвертирующим входом усилителя-формирователя, и два дифференцирующих звена, подсоединенных входами и выходами соответственно к выходу усилителя.формирователя и к двум входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Иванов Б. Н, Измерение линейныхразмеров методом обкатывания роликом,М., "Машиностроение", 1973, с. 34,, 2, Отчет НИР. Создание и исследование малогабаритного преобразователя угла15 поворота.Реги 74058551. Инв, % Б479493. М. ВНТИПентр, рис. 52 (прототип).746583аВВМСоставитель А. МасловРедактор М. Недолуженко Текред Л. Теслюк Коррект ешетник 41 06/19 Тираж 751ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш Подписноомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 ка Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан, 4