Преобразователь угла поворота вала в код

;781866 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 261278 (21) 2701065/18-24с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 251180(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КО Изобретение относится к системам автоматического преобразования перемещений в код, а именно к преобразователям угла йоворота вала в код,Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) и блок формирования кодового сигнала выполненный в виде многофазГ10 кого трансформатора, к обмоткам которого подключени Фазочувствительные элементы с триггерным выходомНедостаток этого устройства - его сравнительно низкая точность.Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала,в код, содержащий последовательно включенные М-разрядный блок синусно-косинусного преобразования кода в. напря жение (СКПКН), выполненный, например, в виде генератора импульсов, формирователя симметричной треугольной функции и двух цепочек из последователь.но включенных блока сравнения, фаэоинвертора и усилителя мощности, СКВТ, избирательный фазочувствительный выпрямитель и блок формированияполезного сигнала, выполненный из последовательно соединенных реверсивного 30 счетчика и блока преобразования напряжения в частоту, а выходы реверсивного счетчика соединены с цифровыми входами й-разрядного блока синуснокосинусного преобразования кода в напряжение (21.Недостатком известного устройства является невысокая точность преобразования, обусловленная нестабильностью амплитудных и Фазовых характеристик усилителей мойности;Цель изобретения - повышение точности устройства эа счет исключения влияния погрешностей усилителей мощности на точность преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены генератор низкой частоты, два ключа и цифровой сумматор, выход генератора низкой частоты соединен с первым входом циФрового сумматора и с управляющими входами ключей, сигнальные входы которых подключены к роторным квадратурным обмоткам СКВТ, выходы ключей соединены со входами Фазочувствительного выпрямителя, второй и третий входы цифрового сумматора соединены с (й)-ым и с й-ым выходами реверсивного счетчика, выходы цифрового сумматора со781866 от кода й и (й) разрядов реверсивного счетчика 4 отнимается единицамладшего разряда, соответствующаяединичному коду (й) разряда реверсивного счетчика 4. В этом случаей-Разрядный код на входе блока 1СКПКН отличается от й-разрядного кода реверсивного счетчика 4 на величину Равную 2(К-г)В соответствии с числовым эквива-.лентом Й-разрядного кода, поступающего на цифровой вход блока 1 СКПКН,на его синусном и косинусном выходахФормируются периодические сигналы,с амплитудами первых гармоник21 п5 00 О яп(с. - )ьп(х )Ягп о фО = 02 соя(с - ) вп(и е),Яудгде О, О - амплитуды выходных сигОналов на синусном и косинусном выходах блокаСКПКНО, - числовой эквивалент полного й-разрядного кодаОгп= 2;5 текущее значение й-разрядного кода, поступающего на цифровой входблока СКПКН;и - частота повторения пери-.О одических сигналов навыходах блока СКПКН,о кАмплитуды этих сигналов О и О сучетом амплитудных погрешностей усиглителей 6 и 7 мощности в общем случаенеравны друг другу. Эти сигналы поступают на запитку синусной и косинусной обмоток СКВТ 2 и наводят в роторных обмотках СКВТ 2 ЭДС значения которых при отключении генератора 11:низкой частоты определяются из соотно- шений единены с (й)-ым и с й-ым входамий-разрядного блока СКПКН.На чертеже приведена структурнаясхема преобразователя угла поворотавала в код.Преобразователь содержйт й-разрядный блок 1 СКПКН, СКВТ 2, фазочувствительйый выпрямитель 3, реверсивныйсчетчик 4, блок 5 преобразованиянапряжения в частоту, усилители б н7 мощности, ключи 8 и 9, цифровойсумматор 10, генератор 11 низкой частоты,С первого по (й) разрядные выходы реверсивного счетчика 4 подключе - ны к соответствующим с первого пой) разрядным входам блока 1, выходы которого через усилители б и 7мощности подключены к синусным и косинусным обмоткам СКВТ 2, расположенным на статоре, роторные обмоткикоторого через ключи 8 и 9 подключеныко входу Фазочувствительного выпрямителя 3, Выход Фазочувствительного выпрямителя подключен ко входу блока 5преобразования напряжения в частоту.Выходы генератора 11 подключеныко вторым входам соответствующих клю-.чей 8 и 9, а один из выходов генератора 11 подключен к младшему разрядувторого входа цифрового сумматора 10первый и второй разряды первого входасумматора 10 подключены соответствен- Зно к (й) иМ-разрядным выходам счетчика 4, а разрядные выходы сумматора10 подключены соответственно к (й)и й-разрядным входам блока 1 СКПКН.Преобразователь угла поворота вала З 5в код работает следующим образом.На выходе генератора 1 Формируется прямоугольный сигнал типа "меандр"Ткоторый поступает на управляющие входы ключей 8 и 9, а также на вход 4 Омладшего разряда второго входа цифрового сумматора 10, Прямоугольный сигнал на выходе генератора 11 имеет двауровня: нулевой и единичный. Конструкция ключей 8 и 9 выбирается таким образом, что при нулевом уровне управляющего напряжения, поступающего науправляющие входы ключей 8 и 9, одиниэ ключей, например ключ 8, находитсяв открытом положении, а другой ключ -9. в закрытом положении. При единичном уровне управляющего напряженияключ 8 находится в закрытом положениига ключ 9 находится в открытом положении.Конструкция цифрового сумматора 10 5выбрана таким образом, что при нулевом уровне выходного напряжения геневратора 11 код й- и (й)-разрядов рерсивного счетчика 4 проходит черезядов редвухраэрядный сумматор 10 без измен - 60иеия, при этом й-разрядный код на входе блока 1 СКПКН равен й-разрядномукоду реверсивногосчетчика 4, Приединичном уровне выходного напряжениягенератора 11 в цифровом сумматоре 10 65 Ц =О К ( - цРап" Ро- д "РБО 2 к) бя 1; р="о кпдВо- -ьц 6 п 2 ж,епмЕ госнЮСквтгде Ь 9 о- основная погрешность преобразования, обусловленная неравенством амплитуд сигналов 04 и Одо,= о, (ад):Ьопогр 21ьЧс- дойолнительная погрешность преобразования,обусловленная технологическими погрешностямиСКВТ - амплитудной и угловой неортогональностьюстаторных обмоток СКВТ. При включенном генераторе 11 низкой частоты за первый полупериод равный 7 Гк = 2прямоугольное напряжение имеет нулевой уровень, при этом. как было показано выше выходной кодФормула изобретения О:цкдь(. - вщи Ьсави . й35вд(р Бп(и,й 2 м Йид 1,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Свчарник Д. В. Дистанционныепередачи, 1974, с, 193-196.2. Авторское свидетельство СССРМ 496581, кл. О 08 С 9/04, 1967(прототип). реверсивного счетчика проходит безизменения через сумматор 10, т,р = р, а на вход фазочувствительноговыпрямителя 3 через ключ 8 поступаетсигнал с выхода роторной обмоткиСКВТ, При 0с с2ИОр+Од Ыд 5 П (йр-(,ЬЦ 3 6 П 26 О)ЫИЫфп За второй полупериод - Т прямоугольное напряжение генератора 11 10 принимает единичный уровень, при этом выходной Мод реверсивного счетчика и сумматоре 10 изменяется на 2(" 2) единиц, т. е, р р - 2(М 2, а на вход фаэочувствительного выпрямителя 3 через ключ 9 поступает сигнал с выхода синусной обмотки СКВТ 2, определяемый уравнениемлОр=ООКЬа сСО-С -ЬУ ЗЮ 2 а, Ьпю,1За счет периодической коммутации сигналов с роторных обмоток СКВТ и эа счет периодического изменения выходного кода реверсивного счетчика 4 на величину равную 2происходит периодическая амплитудная модуляция угловой погрешности с частотой равной и.Суммарный сигнал на входе избирательного фазочувствительного выпрями теля равен Так как комбинационные .гармоники с частотой (и + (2 К)ик), определяющие суммарную погрешность Щ преобразователя при иои, отличаются по частоте от основного полезного сигнала, то эти гармоники в фазочувствительном выпрямителе 3 отфильтровываются от полезного сигнала как помеха и не влияют на выходной управляющий45 сигнал, сформированный на выходе фаз- чувствительного выпрямителя.Выходной сигнал рассогласования Аазочувствительного выпрямителя 3, равный 502 Йр 0 о К эв(фо -ря )Ьхй поступает на вход блока 5 преобразования напряжения в частоту, в котором с помощью блока 5 и реверсивного счет- л 5 чика 4 осуществляется изменение выходного кода р до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю. При ОВ, 0 числовой эквивалентрМ-разрядного выходного кода счетчика 4 равен измеряемому углу сто,причем амплитудные погрешности усилителей 6 и 7 мощности, а также некоторые погрешности СКВТ 2 не влияютна точность измерения.Таким образом, преобразователь угла поворота вала в код позволяет повысить точность преобразования измеряемого угла в цифровой код, за счетисключения влияния амплитудных погрешностей усилителей мощности. Экономический эффект от использования преобразователя угла поворота вала в кодобусловлена отмеченными выше его техническими преимуществами,Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий М-разрядный блок синусно-косинусного преобразования кода в напряжение, выходы которого через усилители мощности подключены к сииусной и косинусной обмоткам синусно-косинусного вращающегося трансформатора, реверсивный счетчик, управляющий вход которого " через блок преобразования напряжения в частоту соединен с выходом фаэочувствительного выпрямителя, (М) выхода реверсивного счетчика подключены к (М) входам М-разрядного блока синусно-косинусного преобразования кода в напряжение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены генератор низкой частоты, два ключа и цифровой сумматор, выход генератора низкой частоты соединен с первым входом цифрового сумматора и с управляющими входами ключей, сигнальные входы которых подключены к роторным квадратурным обмоткам синусно-коси нусного вращающегося трансформатора, выходы ключей соединены со входами фазочувствительного выпрямителя, второй и третий входы цифрового сумматора соединены с (М)-ым и с М-ым выходами реверсивного счетчика, выходы цифрового сумматора соединены с (М)-М-ым и с М-ым входами М-разрядного блока синусно-косинусного преобразования кода в напряжение..Папп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5