Преобразователь углового перемещения в напряжение

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетскик Социалистических Республнк(22) Заявлено 041279 (21) 2875153/18-24с присоединением заявки Мо(51)М. Кл 3 6 01 В 7/30 С 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДате опубликования описания 15, 0 9, 81(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования угловыхперемещений ротора сельсина в напряжение постоянноготока.Известны устройства, преобразующиеугол поворота ротора сельсина в пропорциональный сдвиг фазы напряжения,например, посредством ВС-цепочек (1 .Недостаток данных устройств - несимметричная нагрузка фазных обмоток1сельсина,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является измерительный .преобразователь угловогоперемещения ротора сельсина, содержащий измерительный канал, в которомвходы развязывающих (согласующих)усилителей подключены к фазным обмоткам сельсина,. а выходы ФазосдвигаюОщих цепей - ко входу суммирующегоусилителя, выход последнего через.усилитель-ограничитель соединен сдифференцирующей цепью. Опорный канал, содержит фазосдвигающий усилитель, усилитель-ограничитель, инвертор и дифференцирующие цепи, выходыразвязывающих усилителей через ограничивающие резисторы связаны с входами фазосдвигающего усилителя, вы- ЗО ход которого соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к дифференцирующему блоку. Выходной каскад, включает в себя измерительный триггер, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи измерительного канала, второй - с выходом дифференцирующих цепей опорного канала, выход тригге ра подключен к усилителю-преобразователю (фильтру), схему управления опорным напряжением, в которой два входа блока сравнения .подсоединены к входам развязывающих усилителей, а третий вход - к выходу формирователя временного интервала (формирователя прямоугольных импульсов), выход блока сравнения связан с тригге-ром, управляющим транзисторными переключателями, подключенными на выходы фаэосдвигающего усилителя, ко второму входу измерительного триггера подключен также переключатель, управляемый Формирователем временного интервала, на вход которого через трансформатор поступает напряжение питания однофазной обмотки сельсина 2.Недостатками данного преобразователя являются сложность, ограниченность углового диапазона преобразонаний (Оо -330 ф) и недостаточная точностьЦель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе углового перемещения в напряжение, содержащем Ьпорный канал, включающий усилитель- ограничитель, измерительный канал, включающий блок сравнения, развяэывающие усилители, фазосднигающую цепь 10 и усилитель-ограничитель, датчик угла на сельсинах, входы которого подключены к источнику однофазного напряжения, формирователь временного интервала и усилитель-преобраэова тель, введен формирователь импульсов, в опорный канал введены делитель напряжения и формирователь импульсов, а в измерительный канал - делитель напряжения, входы которого подключе" 2 О ны к выходам датчика угла, а первый и второй выходы соединены с входами блока сравнения измерительного канала, выход блока сравнения измеритель-, ного канала и третий выход делителя напряжения. измерительного канала через соответствующий развязывающий усилитель измерительного канала подключены к входам Фазосдвигающей цепи измерительного. канала, выход которого через последовательно, соединенные 30 усилитель-ограничитель и Формирователь импульсов подключен к первому входу Формирователя временного интервала, выходы источника однофаэного напряжения через последовательно сое диненные делитель напряжения опорного канала, усилитель-ограничитель опорного канала, формирователь им-пульсов опорного канала подключены ко второму входу формирователя вре р менного интервала, выход которого соединен со входом усилителя-преобразователя.На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, на фиг,2 временныедиаграммы работы элементов преобразователя.Преобразователь содержит датчик 1 угла на сельсинах опорный канал, выполненный на делителе 2 напряжения, усилителе-ограничителе 3, формирова-теле 4 импульсов, измерительйый .канал, выполненный на делителе 5 напряжения, блоке 6 сравнения, развязывающих усилителях 7 и 8, фазосдвигающей цепи 9, усилителе-ограничите ле 10, Формирователь 11 импульсов, Формирователь 12 временного интервала, усилитель-преобразователь 13.Преобразователь работает следующим образом.Выходное напряжение с делителя 2 напряжения опорного канала поступает на вход усилителя-ограничителя 3. Это напряжение усиливается и ограничивается по амплитуде так, что иэ сину соидальногонапряжения образуются прямоугольные импульсы положительной полярности с крутыми фронтами, соот-. ветствующими моментам перехода входного синусоидального напряжения через нулевое значение. Прямоугольные импульсы с усилителя-ограничителя 3 поступают на вход формирователя 4 импульсов, который преобразует входные импульсы так, что на его выходе создаются кратковременные импульсы отрицательной полярности, соответствующие по времени ь,оменту перехода синусоидального напряжения от отрицательного к положительному значению (диаграмма В на фиг. 2). Отрицательные опорные импульсы поступают на вход формирователя 12 временных интЕрвалон и устананливают триггер этого блока в "единичное" состояние. Визмерительном канале делитель 3 напряжения подключается к линиям 14-16, соединяющим фазные обмотки сельсинон. В преобразователе трехфазное напряжение цепи синхронизации сельсинной передачи сначала преобразуется в двухфазное.Получение разности фазных напряжений осуществляется блоком б сравнения, причем напряжение О,( с делителя 5, подключенного к фазной линии 14, подается на вход "уменьшаемого", а напряжение О 2 с делителя 5, подключенного к Фазной линии 16 - на вход "нычитаемого" блока 6 сравнения. Далее двухфазное напряжение преобразуется в однофаэное напряжение постоянной амплитуды и фаэовым сднигом пропорциональнымугловому перемещению ротора сельсина в пределах от Оо до 360 . Для этого разностное напряжение О -О через разнязывающий усилитель 7 подается на конденсатор фазосднигающей цепи 9, а фазное напряжение О через раэвязывающий усилитель 8 подается на резистор той же цепи Параметры фазосдвигающей цепи 9 выбраны так, что выполняется условиеСщ= 1на частоте напряжения питания сель- синов. Развяэывающие усилители 7 и 8 уменьшают вйходные сопротивления(источников двухфазного напряжения и устраняют влияние фазосднигающей цепи 9 на эти источники. Фазосдвииутое напряжение преобразуется усилителем-ограничителем 10 и формирователем 11 импульса в кратковременные импульсы отрицательной полярности (диаграмма 2 на фиг. 2).Фазосдвинутый импульс поступает на вход формирователи 12 временного интернала и устананливает триггер Формирователя 12 в "нулевое 1 состояние. Таким образом, разность Фаэ между опорным и фазосдвинутым импульса.ми преобразуется в длительность вы,ходного импульса формирователя 12864000временного интервала (диаграмма а нафиг.3). Усилитель-преобразо 13усредняет импульсразователь 3 литель иапразо 3 ряжения, входы которого .жения питанияы по ериоду напря- по клия сельсинной передачи, . первый и вто ойр д лючены к выходам датчика, угла ,аУ причем значение усредни второй выходы соединены с пропорционально длд енного уровня входами б лока сравнения измерительительности импуль- ного канала . выхо са и, следовательно лин йна,. выход блока сравненияг перемещения ротора сельот углово оине но зависит . изме иин н . змерительного канала и третий выход сина.делителя напряжения измерительногоЭкономический зффз ект от использо- ва ийканала через соответствующий развязывания предлагаемого бгрео разователяющи усилитель измерительного кана- углового перемещени я в напряжение оп- ей) ла по,ключены к входам фазосдвигаюределяется его тетехническим преиму- хще цепи измерительного канала выществом.те ход которого через последовательносоединенные усилитель-ограничительи Формирователь импульсов подключенФормула изобретенияк первому входу. Формирователя временного интервала, выходы .источника однофазного напряжения через последощения в напряжение содержащий опоР"ь углового переме- вательно соединенныежения опо не делитель напряный канал, включающийр ого канала, усилитель-,огничитель, измерительный канал, вклюусилитель-огра- раничитель опо рного канала, формирой блоусилители фазосдвигающуюсравнения,развязывающие ключены к вто омФющую цепь и уси- ля в ер му входу Формирователитель-ограничитесельсинах, вхо ы коль, датчик угла на огор менного интервала, выход котор соединен со входом усилителяды которого подключены преобразователя. к источнику однофазного напряженияФ рмирователь временного интервалаоф 25и Усилитель-преобразователь, о т - п инятые.личаю ийщ и с я тем, что, с 1. Зверев А.Е. и целью расширения функциональных - и можностей и упрощения преобраэоватеьных воз- тели угловых перемещений в ив цифровойля, в него введен формирователь .им- " 2вате-код. Л., фЭнергияф, 1974 си пульсов, в бпорный канал введены де- Р 475647Авторское свидетельство литель напряжения и формирователь и - ( ).кл. С 08 С 904, 06ь им-пРОтОтип).аказ 7756/57 Тираж 645 ПоВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и откры 13035, Москва, Ж, Раущская наб исноеСССР 4/5 лиал ППП "Патент Ужгород, ул. Проектн