Преобразователь угла поворотавала b код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 03,1079 (21) 2828167/18-24с присоединением заявки йо(51)м, (л,6 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по ледам изобретений н открытийМосковский институт электронного машиностр ения,.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для преобразования Угловых перемещений в цифровой код.Известны преобразователи угловых перемещений в фазу электрического сигнала, содержащие амплитудный модулятор, фазовращатель, амплитудные детекторы, избирательные усилители, диФФеренциальные усилители и фазосдвигающую ВС-цепь, в которых достигается удвоение масштаба преобразования угла, а также повышение точности работы за счет того, что фазовращатель работает в наиболее выгодном высокочастотном диапазоне, а измерение фазы происходит на низкой частоте 1 .Однако наличие в этих устройствах избирательных усилителей, а также Фазосдвигающих ВС-цепей обуславливает появление составляющей погрешности преобразования, определяемой фазовой нестабильностью частотозависимых цепей.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь с модуляцией проводимости выходных цепей, который содержит кварцевый генератор, делители частоты, формирователи синусоидальнзго питания, подключенные к первомуделителю частоты, двухфазные синусоидальные гетеродины, подключенныеко второму делителю частоты, индукционный фазовращатель, преббразователь частоты Фазомодулированногосигнала, подключенный к выходным обмоткам фаэовращателя и к двухфазнымсинусоидальным гетеродинам, преобразователь частоты опорного сигнала,подключенный к Формирователям синусоидального питания и к двухфазнымсинусоидальным гетеродинам, два 15 фильтра низкой частоты, один из которых подключен к выходу преобразователя частоты Фазомодулированногосигнала, а второй - к выходу преобразователя частоты опорного сигнала 20 и Формирователи импульсов, подключенные к выходам фильтров низкойчастоты 21.Повышение точности достигаетсяза счет получения эффекта, аналогичного эфФекту Фильтра обратной, последовательности. Благодаря этому устраняются погрешности, вызванныенеидеальностью питания фазовращателя,Недостаток этого преобраэова теля - погрешности, вызванные ис 840997пользованием в нем фильтров низкихчастот.Кроме того, наличие в преобразователе инерционных звеньев, какими являются фильтры низких частот,приводит к ухудшению его динамических характеристик и, следовательно,к возникновению дополнительной погрешности при быстрых измененияхвходного угла.Так, например, если фильтр низких частот состоит из трех звеньевс граничными частотами Ыг = 1500 Гца частота сигнала Й= 1000 Гц, то задержка, вносимая фильтром, составитО,б 4 мс.15Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворотавала в кодПоставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого соединен с входами двух делителей частоты, выходпервого иэ которых соединен с входомформирователя двухфазного синусои- дального напряжения, выходы которого 25соединены:со входами фазовращателя,три Формирователя импульсов, выходпервого из которых соединен спервым входом преобразователя фазакод, введены два коррелятора, сум- ЗОматор и селектор длительности импульсов, причем вход первого формирователя импульсов соединен с одним извыходов формирователя двухфазногосинусоидального напряжения, входы 35двух других формирователей импульсовсоединены с соответствующими выходами фазовращателя,а выходы - спервыми входами корреляторов, вторыевходы которых соединены с выходомвторого делителя частоты, выходыкорреляторов соединены со входамисумматора, выход которого соединенсо входом селектора длительности импульсов, .выход которого соединен совторым входом преобразователя фаза-, 45код еНа фиг, 1 представлена Функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код, на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобраэователя.Преобразователь содержит генератор 1, первый делитель 2 частоты,второй делитель 3 частоты, формирователь 4 двухфазного синусоидальногонапряжения, фаэовращатель 5 с первич.ными 5-1 и вторичными 5-2 обмотками, фОрмирователи 6-8 импульсов,корреляторы 9 и 10, сумматор 11, селектор 12 длительности импульсов ипреобразователь 13 фаза-код (фиг.1), 4 ОПреобразователь работает следующим образом,Импульсное напряжение частотойс гейератора 1 подается на входыпервого и второго делителей 2 и 3а частоты, имеющих коэффициенты деления К и К, причем К, Ф К . С выхода первого делителя 2 частоты импульсная последовательность поступает на вход формирователя 4 двухфазного синусоидального напряжения, на выходах которого выделяются два напряженияО,=О совы,СиО =004 д 1 Ю,с равными амплитудами О и частота 25 Уми Ю = - -, Напряжение О запаздыКвает на фазе на 90 эл.град. относительно напряжения О ,Эти напряжения подаются на.входы фазовращателя 5, который работает в режиме вращающегося поля.Если вращающееся поле фазовращателя по каким-либо причинам эллиптическое и содержит обратновращающуюся составляющую с относительной амплитудой а, то его выходное квадратурные напряжения ОВ и О 4 можно представить в видегде Оф - амплитуда выходного напряжения.фаэовращателя;- масштаб преобразования угла;о - угол поворота ротора фаэовращателя;М - начальный сдвиг фазы обИратно вращающейся составляющей.Выходные напряжения фазовращателя О и О 4 подаются на формирователи 7 и 8 импульсов, которые формируют импульсные последовательностиОз: ьдп(оэ),и =в 1 п(0 )С выходов формирователей (фиг.2) импульсные последовательности поступают на .первые входы корреляторов 9 и 10, на вторые входы которых поступает импульсное напряжение О2 ц Гс частотой М = со второго делителя 3 частотыОу 0 4 РЯД(СОЯ(,3 С)Лгде О 94 - амплитуда импульсов.На выходах корреляторов 9 и 10имеем взаимно корреляционные функцииб 7 ф) и "п ф)Импульсные последовательности,соответствующие входным и выходным напряжениям корреляторов 9 и 10 представлены на временной диаграмме (фиг.2),С выходов корреляторов 9 и 10 сигналы Й 67 Лг ) и Ку ( ) поступают на сумматор 11, на выходе которого имеем Из этого выражения видно, что обратновращающаяся составляющая поля фаэовращателя вообще не содержится в выходном сигнале и поэтому не нуждается в Фильтрации.Предлагаемому устройству свойственен эффект, аналогичный эффекту фильтра обратной последовательности,. что позволяет в значительной мере снизить влияние электрической и магнитйой ассиметрии фаэовращателя.С выхода сумматора 11 сигнал поступает на селектор 12 длительности импульсов, который определяет условие существования корреляционной связи. Выходные импульсы селектора 12 длительности импульсов поступают на преобразователь 13 Фаэакод и исцользуются в качестве сигнальной импульсной последовательности.В качестве опорной импульсной последовательности используются импульсы, получаемые с формирователя б импульсов. Подключение формирователя б импульсов к выходу формирователя 4 двухфазного синусоидального позволяет исключить погрешность преобразования, связанного с дрейфом фазовой , фарактеристики.последнего. Так как при возможном дрейфе фазовой характеристики формирователя 4 двухфазногосинусоидального напряжения опорнаяимпульсная последовательность и импульсная последовательность,несущая информацию о входном углесмешаются по Фазе на одну и ту же величину Питайие фаэовращателя осуществляетя высокочастотным напряжением, а измерение фазы происходит на низкой частоте, что позволяет получить высокую разрешающую способность преобразователя и снизить тем самьа 4 требования к электронным схемам обработки информации.Экономический эффект от использования данйого изобретения обусловлен его техническими особенностями.Формула изобретенияПреобразователь угла поворотавала в код, содержащий генератор,выход которого соединен со входамидвух делителей частоты, выход первогоиз которых соединен со входом формирователя двухфазного синусоидально го напряжения, выходы которого соединены со входами Фазовращателя,триформирователя импульсов, выход первого из которых соединен с первымвходом преобразователя фаза-код, 5 о т л.и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразователя, в него введены два коррелятора, сумматор и селектор длительности импульсов, причем вход первогоформирователя импульсов соединен содним из выходов формирователя двухФазного синусоидального напряжения,входы двух других формирователей импульсов соединены с соответствующимивыходами фазовращателя, а выходы -.с первым входами корреляторов, вторые входы которых соединены с выходом второго делителя частоты, выхбды корреляторов соединены со .входами сумматора, выход которого соеди нен со входом селектора длитель-ности импульсов., выход которого соединен со вторым входом преобразователя фаза-код.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРМ 569843, кл. 6 01 В 7/30,1975.2. Электротехнические преобращ зователи угла с электрической, редукцией. Под ред. А.А, Ахметжанова.И.,.2 ставитель Е. Бударнхред М.Табакович аказ 4774/7 Подпго комитета Сй и открытийушская наб., д Тираж 691 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 3035, Москва, Ж, ноеР/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн ил едактор В. Еремеева,орректор В. Синицкая