Датчик углового положения и скорости вращения вала

О П И С А Н И Е (п)994988ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Союз СоветскихСюциапистичвсинаРвспубпмк(53)М. Кл. 6 01 Р 3/489 ГооударетееиыИ комитет СССР оо делам изееретеиий и атиритий(53) УДК б 21317. .39:531.7 (088,8) Дата опубликования описания 07.02,83(72) Авторы изобретени чВ И. Каплун, В. Н. Курчапов и А. С. Иван Дальневосточный ордена Трудового Красногополитехнический институт им. В, В, Куйбышеватся к измерительной технипользовано в качестве ложения и мгновенной вала в точных цифровых ого управления и регуИзобрете ке и может датчика угл скорости в системах ав лирования. ние относи быть и ового по ращенияоматнческ ьная погрешность женил имеет две соспределення углоавляющие, Пер. ого пол По основному. авт. св. Мф 934382 известен датчик углового положения н скорости вращения, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход старшего разряда которого через формирователь опорных сигналов соединен со входом фазовращателя, подключенного своим выходом ко входу нуль- органа. Выход последнего соединен со входом разрешения записи первого регистра, информационные входы которогоподключены к выходам соответствующих разрядов первого счетчика. Выход генератора импульсов соединен также со счетным входом второго счетчика через ключ, управляющий вход которого соединен с выходом дополнительного триг. гера, Вход сброса этого триггера соединен с выходом нуль-органа Выход нуль-органа соединен также со входом формирователя задержанных импульсов, управляющего разрешением записи во второй регистр, а также с входом управления предустановкой второго счетшка и установкой в единичное состояние дополнительного триггера. Информационнье входы второго регистра подключены к соответствующим выходам второго счетчика 11).Недостатком зтогр устройства является невозможносп одновременного . обеспечения в широком диапазоне изменения скорости вра.щения высокой точности измерения как углового положения, так и скорости вращениявала, так как для достижения минимальнойпогрешности определения углового положения необходима частота опорного сигнала фазовращателя значительно большая, чем частота опор. ного сигнала, при которой достигается минимум погрешности определения скорости вращения.Относител о94988 6 50 55 59и второй нуль-орган, а формирователь опор.ных сигналов выполнен в виде формирователя прямоугольных опорных напряжений фаэовращателя, причем выход фазовращателячерез фильтр первой гармоники и второйнуль-орган соединен с входом дополнительного триггера и с входом формирователязадержанных импульсов, фильтр и.й гармоники включен между выходом фазовраща.тсля и входом первого нуль-органа, выходгенератора импульсов через умножитель частоты соединен со счетным входом третьегосчетчика, вход установки которого подключен к выходу первого счетчика, а выходытриггера третьего счетчика соединены с входами первого регистра,На чертеже изображена функциональнаясхема датчика.Датчик содержит генератор 1 импульсов,выход которого подключен к счетному входу первого счетчика 2, Выход старшего разряда счетчика 2 через формирователь 3прямоугольных опорных сигналов соединенсо входами фазовращателя 4, подключенного своим выходом ко входу фильтра и-йгармоники 5, соединенного своим выходомсо входом первого нуль-органа 6. Выходпоследнего соединен со входом разрешениязаписи первого регистра 7, информационныевходы которого подключены к выходам соответствующих триггеров третьего счетчика 8,вход сброса которого соединен с выходомпервого счетчика 2. Счетный вход счетчика8 через умножитель 9 частоты соединен свыходом генератора 1, Коэффициент пере-счета счетчика 8 такой же, как у счетчика2. Канал определения скорости вращенияначинается здесь с последовательно соединенных фильтра 10 первой гармоники сигналафаэовращателя и второго нуль-органа 11,Выход последнего, в свою очередь, подключен к входам сброса дополнительного триггера 12 и формирователя 13 задержанных импульсов, третий выход которого соединен свходом установки в единичное состояниетриггера 12, Выход последнего подключен куправляющему входу ключа 14. Выход ключа 14 соединен со счетным входом второгосчетчика 15, входы предустановки которогосоединены со вторым выходом формирователя 13 задержанных импульсов, первый выход.которого подключен к входу разреше ния записи второго регистра 16, информационные входыкоторого соединены с выходами триггеров счетчика 15.Устройство работает следующим образом.Первый счетчик 2 выполняет функциюделения частоты генератора 1 импульсов, Формирователь 3 вырабатывает нз выходных пе 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 риодических сигналов первого счетчика 2 прямоугольные опорные напряжения фазовращателя 4, Как известно, прямоугольный пери одический сигнал раскладывается в ряд Фурье по нечетным гармоникам, следователь. но, выходной сигнал фазовращателя содержит как первую, так и высшие нечетные гармоники. Первый фильтр 5 выделяет высшую и-ю гармонику выходного сигнала фаэовращателя. Нуль-орган 6 формирует из выход. ных синусоидальных сигналов фильтра 5 йря. моугольные импульсы, по переднему фронту которых производится запись во второй регистр 7 с выходов третьего счетчика 8 теку. щего углового положения. На счетный вход счетчика 8 поступают импульсы с выхода умножителя 9 частоты, имеющие частоту в и раз выше частоты генератора 1 импульсов. Таким образом, фиксация кода углового положения производится и раз за один период выходного напряжения фазовращателя.Канал определения угловой скорости вращения работает следующим образом. Второй фильтр 10 выделяет первую гармонику выходного сигнала фазовращателя 4, а второй нуль-орган 11 формирует из выходных сигналов фильтра 10 прямоугольные импульсы, по переднему фронту которых устанавливается в нулевое состояние триггер 12, вызывая. закрытие ключа 14 и прекращая поступление импульсов генератора 1 на счетный вход второго счетчика 15. Через время, достаточное для завершения переноса в счетчике 15, импульс 17 с первого выхода формирователя задержанных импульсов 13 разрешает лере- запись кода скорости из счетчика 15 во второй регистр 16. Второй импульс 18 с выхода формирователя 13 задержанных импульсов, воздействуя на входы предустановки счетчика 15, осуществляет запись в счетчик . 15 кода, соответствующего промежутку времени, в течение которого счетчик 15 отключался от выхода генератора 1, Третий импульс 19 формирователя 13 задержанных импульсов устанавливает триггер 12 в единичное состояние, и цикл определения кода скорости повторяется. Формула изобретения Датчик углового положения и скорости вращения вала по авт. св, Ьф 934382, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения углового положения и скорости вращения, в датчик введены умножитель в и раз частоты генератора импульсов, третий счетчик, фильтры и-й и первой гармоник выходного сигналаСоставитель М. ХаустоТехред М,Надь едактор А. Шанд К О. Билак аказ 631/29 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д.одписное П "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 илиал 7 994988 фазовращателя, и второй нуль. орган, а формирователь опорных сигналов выполнен в виде формирователя прямоугольных опорных напряжений.фазовращателя, причем выход фазовращаталя через фильтр первой гармони. З ки и второй нуль. орган соединен с входом дополнительного триггера и с входом форми. рователя задержанных импульсов, фильтр и-й гармоники включен между выходом фазовращателя и входом первого нуль-органа, 1 О выход генератора импульсов через умножитель соединен со счетным вводом третьегосчетчика, вход установки которого подключенк выходу первого. счетчика, а выходы триггеров третьего счетчика соединены с входамипервого регистра,Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 934382,кл. 6 01 Р 3/489, 17.07,80 (прототип):