Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЬСТВУ Союз СоветскикСоцналнстнчаскиарвсттубмик и 942097(23) ПриоритетОнубликовано 07.07.82 Бюллетень М 25 51 м. кл 008 С 9/04 3 Ьаударатюай каиатет СВВР аа яиам изабратенна н атаритвй(5) УВК 681. .325(088.8) Дата онубликовання опнсання 07.07.82(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, преобразующих угловые перемещения вала в код.Известен преобразователь угла ново- рота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор опорного напряжения, многополюсный синусно-косинусный датчик угла, выполненный например, в виде индуктосина, двухполюсны1 О синусно-косинусный приемник, усилитель, фазочувствительный выпрямитель и блок формирования полезного сигнала, выполненный, например, в виде исполнительного двигателя и кодового датчика угла, кинематически подключенных к валу синусно-косинусного датчика угла 1 .Достоинством этого преобразователя является высокая точность преобразования выходных сигналов датчика (индук а тосика) в цифровой код, определяемая, главным образом погрешностью двухполюсного приемника, Однако, наличие в схеме этого преобразователя инерционного элемента-электродвигателя приводит к появлению большой погрешностипреобразования в динамике,Наиболее близким к предлагаемомупо теищческой сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенныегенератор опорного напряжения, синуснокосинусный датчик угла, выходы которогосоединены с первым и вторым входамицифрового синусно-косинусного делителянапряжения, выход которого через усилитель подключен ко входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого черезблок управления соединен со входом кодового регистра 21 .Преимуществом этого преобразователяявляется высокая точность преобразования выходных сигналов датчика угла какв статике, так и в динамике, малые габариты и вес, высокое быстродействие,Однако для нормального функционированияэтого преобразователя необходимо, чтобы выходные сигналы многополюсногоСКВТ, используемого в качестве датчи ка, поступающие на соответствукщиевходы цифрового синусно-косинусного делителя напряжения (ЦСКДН) имени достаточно большую по величине амплиту ду, значительно превышающую уровень "паразитных" сигналов (помех, шумов, остаточного напряжения, .) воэникакщих на выходе ЦСКДН, следовательно, недостатком его является невысокая точ. 10ность.Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код путем уменьшения влияния параэитных нвводок на выходной код преобразователя.Поставленная цель достигается темчто в преобразователь угла поворота вала ,в код, содержащий генератор опорного напряжения, синусно-косинусный датчик угла, выходы которого соединены саналоговыми входами цифрового синуснокосинусного делителя напряжения, выходкоторого через усилитель соединен с первым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные преобразователь напряжения - частота и блок управления подключен ко входу кодового регистра, введены30цифровой сумматор, усилитель-формирователь, делитель частоты, нуль-орган,фвзосдвигакщий блок и фазоинвертор,первый вход которого соединен с выходомгенератора опорного напряжения, а выход -, с входом синусно-косинусного датчикаугла, выход генератора опорного напряжения через последовательно соединенныефазосдвигающий блок, нудь-орган и делитель частоты подключен ко второмувходу фазоинвертора и к входу усилите 40ля формирователя, выход которого подключен к первому входу цифрового сумматора второй вход которого соединен с выходом старшего разряда кодового регистра,.а выход - с входом старшего разря 45да цифрового синусно-косинусного делителя напряжения, остальные цифровыевходы которого соединены с остальнымивыходами кодового регистра, второй входфазочувствительного выпрямителя соединен с выходом генератора опорного напряжения,На чертеже приведена структурнаясхема преобразователя угла поворота вала в код. 55Преобразователь содердит генератор1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, цифровой синуснокосинусный делитель 3 напряжения(ЦСКДН), усилитель 4, фазочувствительный выпрямитель 5, преобразователь 6напряжение - частота, блок 7 управцения, кодовый регйстр 8, цифровой сумматор 9, одноразрядный фазоинвертор 10,фазосдвигающий блок 11, нуль-орган 12,делитель 13 частоты, усилитель-формирователь 14,Преобразователь работает следукщимобразом,Выходное найряжение Осп И) генератора 1 с частотой Юо поступает на первый вход фазоинвертора 10, выходноенапряжение которого поступает нв запитку первичной обмотки датчика 2.На второй вход фазоинвертора 10поступают прямоугольные коммутирукщиеимпульсы типа меандр с частотойО уЦ, где 1 =2, ЗПричем при нулевом уровне коммутирующих импульсовфаза выводного напряжения фаэоинвертора10 совпадает с фазой напряжения генератора 1, а при единичном уровне; коммутирующих импульсов фаза выходного напряжения фазоинвертора 10 скачкообразноизменяется на 180, Для формированиякоммутирующих импульсов выходное напряжение генератора 1 через фазссдвигающий блок 11 и нуль-орган 12 поступает на вход делителя 13 частоты,В делителе 13 прямоугольные импульсы нуль-органа 12 следующие с частотой ч)о, делятся по частоте в 1 рвз.При звпнтке первичной обмотки датчик 2 синусоидальным напряжением,модулированным скачкообразно 0-180по фазе, на выходных обмотках датчика2 также индуктируются синусоидвльныенапряжения, скачкообразно модулированные по фазе, амплитуды которых изменя 1 отся в функции от измеряемого угнаоо по законам синуса и косинуса, т.е.Ц =00 Юсино 31 к о соМ оВыходные напряжения 01 и 0 двтчика 2 поступакщ соответственно напервый (синусный) и второй (косинусный) входы ЦСКДН 3 который управляеткодомЯ - разрядного регистра 8,При нулевом уровне коммутирукщихимпульсов, образованных нв выходе делителя 13 частоты, т,е. в интервале времени О ь 1 - Тх, гдеТк= 1(щ, нв втором4входе сумматора 9 появляется нулевойсигнал (так.как сигнал на выходе усилителя-формирователя 14 равен нулю).При этом дискретный сигнал старшего разряда регистра 8, проходящий чь7 б 42097 8 ВНИИПИ Заказ 4847/43 Тираж 642 писно ФилиалППП Патент, г. Ужгород ул. Прое женного к первичной обмотке СКВТ даччика 2 фу,:свсдчто .выполняется ф счет выбора соотвеьству кзцих параметров фазосдвигакхцего3блока 11, переходные процессы, возникакщие на выходе СКВТ 2, равны нулюи, следовательно, не оказывают влияниена точность .преобразователя,При использовании в качестве датчика 2 индуктосина погрешность преобразователя в пределах 1 шага индуктосинауменьшится с 40 угл, с (в известном)до 2 угл. с.формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного ф напряжения, синусно-косинусный датчик угла, выкоды которого соединены с аналоговыми входами цифрового сииуснокосинусного делителя напряжения, выход которого через усилитель соединен с первым входом фазочувствительного вьшрямителя, выход которого через последовательно соединенные преобразователь напряжение-частота и блок управления подключен к входу кодового регистра, 3 О о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены пифровой сумматор,усилительормирователь, делитель частоты, нуль-орган, фазосдвигающий блок ифазоинвертор, первый вход которого соединен с выходом генератора опорногонапряжения, а выход - с входом синуснокосинусного датчика угла, выход генератора опорного напряжения через последовательно соединенные фазосдвигакзцийблок, нуль-орган и делитель частотыподключен к второму входу фазоинвертораи к входу усилиемщ-формирователя, выход которого подилючен к первому входуцифрового сумматора, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда кодового регистра, а выход - свходом старшего разряда цифрового синусно-косинусного делителя напряжения,остальные цифровые входы которого сое.динены с остальными выходами кодовогорегистра, второй вход фазоЧувствительного выпрямителя соединен с выходомгенератора опорного Напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сафронов Л. Н, и др. Прецизионныедатчики угла с печатными обмотками.М., "Машиностроение", 1977, с. 12.2. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.Л "Энергия", 1974, с. 143, рис. 67