Преобразователь угол-код

Союз Советских Социалистических республик(22) ЗаЯвлено 28 Р 379 (2 2742160/18-24 (51)М, Кл,с присоединением заявки Ио С 08 С 9/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытиИ(54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может использоваться в различных автоматических измерительных комплексах для преобразования угловых координат в цифровой код, а также как автономйый измерительный прибор с цифровым отсчетом.Известны преобразователи угол - код, использующие в качестве датчика синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), отсчетные части которых осуществляют преобразование компенсационным способом 1) .Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угол ". код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, входы которого соединены с формирователем питающих напряжения, выходы синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков суммирования, выходы одного из которых непосредственно, а другого через фаэосдвигающее устройство соединены с первым й вторым входом третьего сумматора, выход которого че рез избирательный усилитель соединен с первыми входами первого и вто" рого синхронных детекторов, выход первого синхронного детектора через параллельно соединенные блок пороговых устройств и преобразователь напряжение - частота соединен со входами блока управления, выход которого через реверсивный счетчик соединен с первым входом формирователя компен сирующих напряжений, второй входкоторого соединен с выходом формирователя питающих напряжений, вход формирователя питающих напряжений и третий вход Формирователя компенсирую щих напряжений подключены к задающему генератору, первый и второй выходы Формирователя компенсирующих напряжений соединены со вторыми входами синхронных детекторов, третий 20 и четвертый выходы соединены соответственно со вторым входом первого блока суммирования и с первым входом управляемого делителя напряжения, выход второго синхронного детектора 25 через интегрирующее звено соединенсо вторым входом управляемого делителя напряжения .").Недостатком этого преобразователяявляется большая динамическая погреш ность при скоростях заводки угла бо 8010205 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 бО 65 лее 8-10 фЭ /с. Объясняется это наличием узлов с большими постояннымивремени в контуре системы компенсации амплитудного раэбаланса, уменьшать которые принципиально нельзя.Таких узлов три: избирательный усилитель, интегрирующее звено и фазосдвигающая цепь. Цель изобретения - повышение точности преобразователя путем уменьшения динамической погрешности.Поставленная цнль достигается тем,что в известный преобразователь уголкод,введен инвертор, вход которогообъединен со входом второго сумматора и подключен к четвертому ныходу формирователя компенсирующих напряжений, а выход инвертора соединенс третьим входом третьего сумматора,четвертый вход которого соединен свыходом управляемого делителя напряжения. Амплитудный разбаланс компенсируется на выходе блока суммирования, минуя фазосдвигающую цепь. Чтобы устранить как положительное, таки отрицательные приращения амплитудына выходе блока суммирования, навход его подаются в противофазе дваблизких по амплитуде напряжения,одно из которых изменяется по величине и функции амплитудного разбаланса.На чертеже изображена блок-схема преобразователя угол - код.Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, фазосдвигающее устройство 2, блоки 3-5 суммирования, избирательный усилитель 6, синхронныедетекторы 7 и 8, блок 9 пороговыхустройств, преобразователь 10 напряжение-частота, блок 11 управленияреверсивным счетчиком, реверсивныйсчетчик 12, задающий генератор 13,формирователь 14 питающих напряжений, формирователь 15 компенсирующих напряжений, интегрирующее звено.6, правляющий делитель 17 напряжения, инвертор 18,Выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1 подключенык входам первого 3 и второго .4 блоков суммирования, а входы СКВТ 1кдвум нзходам формирователя 14 питающих напряжений. К четырем входамтретьего блока 5 суммирования подключены: выход первого блока 3 суммирования, выход второго блока 4суммирования через фазосдвигающееустройство 2, выход управляемогоделителя 17 напряжения, выход инвертора 18. Выход третьего блока Б суммирования через избирательный усилитель б подключен к входам синхронных детекторов 7 и 8. Вход реверсин"ного счетчика 12 через блок 11 управления реверсивного счетчика соединенс выходом блока .9 пороговых устройстви выходом преобразователя 10 напряжение-час тота, входы которых подключены к выходу первого синхронного детектора 7. Выход реверсивного счетчика 12 подключен к первому входу формирователя 15 компенсирующих напряжений, к другому нходу подключен третий выход формирователя 14 питающих напряжений, вход формирователя 14 объединен с третьим входоч формирователя 15 компенсирующих напряжений и подключен к задающему генератору 13. Первый выход формирователя 15 компенсирующих напряжений соединен с входом иннертора 18, с входом управляющего делителя 17 напряжений и со вторым входом второго блока суммиронания. Второй вход управляемого делителя 17 напряжения через интегрирующее звено 16 соединен с выходом второго синхронного детектора 8. Третий и четвертый выходы формирователя 15 компенсирующих напряжений подключены соответственно к вторым входам синхронных детекторов 7 и 8.Работает преобразователь уголкод следующим образом.На СКВТ 1 от формирователя 14 питающего напряжения подаются два сдвинутых на 90 синусоидальных сигнала. С выходов СКВТ 1 на блоки 3 и 4 суммирования снимаются также два напряжения, сдвинутых друг относительно друга на 90 , но их фаза определяетОся углом поворота ротора СКВТ 1. В блоках 3 и 4 суммирования они суммируются с напряжениями с формирователя 15 компенсирующих сигналов. Напряжения с выходов блоков 3 и 4 суммирования суммируются блоком 5 суммирования, при этом напряжение с блока 4 суммирования фаэируется фазосдвигающим устройством 2 (на +90о или -90 в зависимости от включения СКВТ) с напряжением с блока 3 суммирования. Избирательным усилителем б сигнал усиливается и очищается от высших гармоник. Синхронными детекторами 7,и 8 выянляются фазовый и амплитудный разбаланс между напряжениями с выхода СКВТ 1 и с выхода компенсирующего формирователя 15. Напряжение пропорциональное фаэовому разбалансу поступает на блок 9 пороговых устройств и преобразователь 10 напряжение-частота, которые с помощью блока 11 управления реверсивным счетчиком определяют режим работы реверсивного счетчика 1"., Код реверсивного счетчика по командам от формирователя 14 питающих напряжений записывается н формирователь 15 компенсирующих напряжений, где трансформируется в фазу формируемых компенсирующих напряжений и фазу опорных напряжений для синхронных детекторов 7 и 8 (работают н зоне максимальной чувствительности), Иэза технологических погрешностей изготовления и сборки, выходные напряжения с СКВТ 1 при повороте ротора изменяются по амплитуде, это ведет к понижению чувствительности фазового синхронного детектора 7 и к пони- жению разрешающей способности и точности преобразователя угол - код, Чтобы исключить влияние нестабильности напряжений с СКВТ 1, вводится система автоподстройки амплитуд, качественные показатели которой зависят от контура обратной связи. В устройст- ве к одному иэ компенсирующих напряжений подключены управляемый делитель 17 напряжения и инвертор 18, выходные напряжения которых равны по амплитуде и противофазны, в результате чего,их сумма на выходе блока 5 1 равна нулю. При появлении на выходе синхронного детектора 8 сигнала амплитудного разбаланса изменяется коэффициент передачи управляемого делителя 17 и на выходе блока 5 сум мирования появляется напряжение, компенсирующее этот разбаланс. Компенсируются как положительные, так и отрицательные приращения сигналов с СКВТ 1. 2Таким образом, преобразователь позволяет в 2-3 раза увеличить скорость изменения угла и довести ее до 20-25 "1-ф 9/с и одновременно в 3-5 раз уменьшить выбросы при изменении младших разрядов реверсивного счет- фф чика от максимального значения кода до нулевого.Формула изобретенияПреобразователь угол - код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, входы которогосоединены с формирователем питающих ,д)напряжений, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков суммироования, выходы одного из которых непосредственно, а другого через фазо- . сдвигающее устройство соединены с первым и вторым входом третьего сумматора, выход которого через избирательный усилитель соединен с первыми входами первого и второго синхронных детекторов, выход первого синхронного детектора через параллельно соединенные блок пороговых устройств и преобразователь напряжение- частота соединен со входами блока управления, выход которого через реверсивный счетчик соединен с первым входом формирователя компенсирующих напряжений, второй вход которого соединен с выходом формирователя питающих напряжений, вход формирователя питающих напряжений и третий вход формирователя компенсирующих напряжений подключены к задающему генератору, первый и второй выходы формирователя компенсирующих напряжений соединены со вторыми входами синхронных детекторов, третий и четвертый выходы соединены соответственно со вторым входом первого блока суммирования и с первым входом управляемого делителя напряжения, выход второго синхронного детектора через интегрирующее звено соединено со вторым входом управляемого делителя напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышения точности преобразователя, в него введен инвертор, вход которОго объединен со входом второго сумматора и подключен к четвертому выходу формирователя компенсирующих напряжений; а выход инвертора соединен с третьим входом третьего сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом управляемого делителя напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Зверев А.Е. и др, Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., фЭнергия, 1974,с. 75-85.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2402089,кл. 6 08 С 9/00, 1977,Проект г,Ужгор Фили Тираж 702ИПК Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 5, Москва, Ж, Раушская наб