Преобразователь кода в угловое положение вала

(56) 1. Авторское свидетельсУ 693416, кл, С 08 С 11/00,2. Авторское свидетельствУ 858053, кл, С 08 С 11/00,3. Авторское свидетельствВ 680014, кл, С 08 С 11/00,(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ .КОДА В УГЛОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ВАЛА, содержащий счетчик, подключенный к формирователю синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к одним выводам статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора, одни выводы роторных обмоток которого соединены с общей шиной, а другие выводы подключены к одним входам соответственного первого и второго фазовых дискриминаторов генератор, подклю-ф ченный к входу синхронизации цифрового фазовращателя, управляющий вход которого соединен с задатчиком кода, а первый и второй выходы цифрового фазовращателя подключены к другим входам соответственно первого и второго фазовых дискриминаторов, выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора, выходпервого сумматора через усилительподключен к двигателю, кинематическисвязанному с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразователя, в него введены третий и четвертый фазовые дискриминаторы, второй сумматор, пороговый элемент,управляемый делитель частоты и дватокоограничивающих элемента, однивыводы которых соединены с общейшиной, другие. выводы соединены сдругими выводами статорных обмотоксинусно-косинусного вращающегосятрансформатора и подключены к однимвходам соответственного третьего ичетвертоГо фазовых дискриминаторов,другие входы которых соединены стретьим и четвертым выходами цифрового фазовращателя, а выходы подключены к третьему и четвертому входампервого сумматора, к первому и второму входам второго сумматора, выходвторого сумматора через пороговыйэлемент подключен к управляющемувходу управляемого делителя частоты,сигнальный вход управляемого делителя частоты соединен с выходом генератора, а выход подключен к счетчику,Изобретение относится к автома" тике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах связи ЦВМ с устройствами управления, регистрации и индикации. 5Известны преобразователи кода в угловое положение вала на основе фазовых следящих систем, содержащие генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального 10 напряжения, синуснокосинусный вращающийся трансформатор, работающий в режиме фазовращателя, фазовый дискриминатор, усилитель, исполнительный двигатель 1и 23. 15Однако такие преобразователи обладают значительной функциональной погрешностью преобразования.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явля ется преобразователь кода в угловое положение вала, содержащий счетчик, подключенный к Формирователю синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к одним выводам статорньпс обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора, одни выводы роторных обмоток которого соединены с общей шиной, а другие выводы подключены к одним входам соответствен но первого и второго фазовых дискриминаторов, генератор, подключенный к входу синхронизации цифрового фаэовращателя, управляющий вход которого соединен с задатчиком кода, а первый и второй выходы цифрового фазо" вращателя подключены к другим входам соответственно первого и второго дискриминаторов, выходы которых подключены к первому и второму входам сум - Ф 0 матора, выход сумматора через усилитель подключен к двигателю, кинематически связанному с ротором синус" но-косинусного вращающегося трансФорматора, другие выводы статорных 45 обмоток которого соединены с общей шиной, выход генератора подключен к счетчику, выход счетчика подключен к другому входу цифрового фазовращателя ГЗЗ.50Недостатком известного преобразователя является погрешность, обуслов. - ленная действием дестабилизирующих факторов, например, изменением параметров элементов во времени л при изменении условий окружающей среды, старением элементов. В известном преобразователе формирователь синусоидальных напряжений и фаэовращатель не охвачены обратной связью.Под действием дестабилизирующихфакторов изменяется Фяэовый сдвиг,вносимый Формирователем синусоидального напряжения и собственный фазовый сдвиг фаэовращателя, что приводит к появлению погрешности преобразователя,Цель изобретения - повышение точ"ности преобразователя кода в угловоеположение вала путем измерения и компенсации ошибки, возникающей от действия дестабилизирующих факторов на.элементы преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь кода в угловоеположение вала, содержащий счетчик,подключенный к формирователю синусоидальных напряжений, выходы которого подключены к одним выводам статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора, одни выводы роторных обмоток которого соединены с общей шиной, а другие выводыподключены к одним входам соответственно первого и второго фазовыхдискриминаторов, генератор , подключенный к входу синхронизации цифрового фазовращателя , управляющий входкоторого соединен с задатчиком кода,а первый и второй выходы цифровогофазовращателя подключены к другимвходам соответственно первого и второго фазовых дискриминаторов, выходы которых подключены к гервомуи второму входам первого сумматора,выход первого сумматора через усилитель подключен к двигателю, кинематически связанному с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора, введены третий и четвертыйфазовые дискриминаторы, второй сумматор, пороговый элемент, управляемый делитель частоты и два токоограничивающих элемента, одни выводыкоторых соединены с общей шиной, другие выводы соединены с другими выводами статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатораи подключены к одним входам соответ-ственно третьего и четвертого фазовыхдискриминаторов, другие входы которыхсоединены с третьим и четвертым выходами цифрового фаэовращателя, а выходы подключены к третьему и четвертому входам первого сумматора, кпервому и второму входам второго сумматора, выход второго сумматора через пороговый элемент подключен куправляющему входу управляемого делитечя частоты, сигнальный вход управляемого делителя частоты соединенс выходом генератора, а выход подключен к счетчику,На чертеже представлена схемапреобразователя кода в угловое положение вала. 0Преобразователь содержит генератор 1, выход которого через управляемый делитель 2 частоты, счетчик 3соединен с формирователем 4 синусоидального напряжения. Управляющий 5вход управляемого делителя 2 частотысоединен с выходом порогового элемента 5, выходы формирователя 4 синусоидальных напряжений подключены кодним выводам статорных обмоток си- щнусно-косинусного вращающегося транс"форматора 6, вторые выводы статорныхобмоток через токоограничивающие элементы (резисторы 1 7 и 8 подсоединенык общей шине, Выход генератора 1 сое динен с входом синхронизации цифровогь фазовращателя 9, на управляющиевходы которого поступает информацияоб угле поворота от задатчика 10 кода. Выходы цифрового фазовращателя9 опорные основной Б 1 и квадратурный 02 ) и информационные (основнойП 3 и квадратурный П) соединены скоммутирующими входами фазовых дис- ,криминаторов 11-14. Выходы фазовыхдискриминаторов 11 и 12 соединеныс входами второго сумматора 15, вы"ходы всех фазовых дискриминаторов11-.14 " с .входами первого сумматора16, Выход первого сумматора 16 черезусилитель 17 подключен к двигателю18, кинематически связанному с .вращающимся трансформатором 6,Преобразователь кода в угловое 45положение вала работает следующимобразом,Импульсы с выхода генератора импульсов 1 поступают через последовательно соединенные управляемый 5 Оцелитель 2 частоты и счетчик 3 навход формирователя 4 синусоидальногонапряжения. Коэффициент деленияуправляемого делителя 2 частоты в,зависимости от сигнала на управляющем входе может изменяться в большую и меньшую сторону от номиналь-ной. Частота импульсов на выходах цифрового фазовращателя 9 постоянна и равна номинальной.Основное и квадратурное жапряжения с выходов формирователя 4 синусоидального напряжения поступают на статорные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора 6, последовательно с которыми включены резисторы 7 и 8. Напряжения на резисторах имеют синусоидальную форму и но фазе совпадают с фазами тока в статорных обмотках, т.е. с фазами составляющих магнитного потока, Напря жения с резисторов 7 и 8 поступают насигнальные входы фазовых дискриминаторов 11 н 12, На коммутирующие входы этих фазовых дискриминаторов поступают опорные прямоугольные импульсы П и 02, фазовый сдвиг между которыми 90 , На выходах фазовых дискриминаторов 11 и 12 вырабатываются напряжения, величина которьк пропорциональна рассогласованию по фазе между токами питания трансформатора 6 и опорными импульсами цифрового фазовращателя 9. Сигналы с вйходов фазовых дискриминаторов 11 и 12, и через сумматор 15 поступают на пороговый элемент 5 и с выхода порогового элемента 5 - на управляющие входы управляемого делителя 2 частоты.Управляемый делитель 2 частоты, счетчик 3, формирователь 4 синусоидального напряжения, резисторы 7 и 8, фазовые дискриминаторы 11 и 12, сумматор 15 и пороговый элемент 5 образуют систему автоподстройкифаз токов питания трансформатора 6. к фазам импульсов Б, 02 на опорных выходах цифрового Фазовращателя 9. Система фазовой автоподстройки имеет зону нечувствительности, определяемую уровнями срабатывания порогового элемента 5. В зоне нечувствительности коэффициент передачи уп 1 ивляемогоделителя 2 частоты равен номинальному К и подстройки фазы не происходит. При выходе из зоны нечувствитель- "ности на выходе порогового элемента5 устанавливается такое управляющее йапряжение, при котором коэффициент передачи управляемого делителя частоты равен К - ДК или К + ЬК. В этомслучае фаза тока питания трансформатора 6 подстраивается по фазу импульсов с опорного выхода цифровогофазовращателя 9 со скоростью, определяемой величиной ЬК.Выходные напряжения с ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора 6 поступают на сиг иальные входы фазовых дискриминаторов 13 н 14, на коммутирующие входы этих Фазовых дискриминаторов поступают импулвсы 0, Ц с выходов цифрово" го Фазовращателя 9. Импульсы 1,0 . сдвинуты по фазе относительно импульсов 11, 0 на угол а, определяемый входнйм кодом 10.Напряжения рассогласования с выходов фазовых дискримина.торов 1 Зи 14 и напряжения поправок с выходом фазовых дискриминаторов 11 и 12. через сумматор 16, усилитель 7 поступают на двигатель 18, который устанавливает вал синусно-косинус- ного вращающегося трансформатора 6 в согласованное положение.Йод действием дестабилизирующих факторов изменяются параметры Формирователя 4 синусоидальных напряжений или статорных обмоток синуснокосинусного вращающегося трансформатора 6. В этом случае происходит соответствующее изменение фазы токов, питающих синусно-косинусный вращающийся трансформатор 6, что ЗО приводит к изменению напряжения на выходах фазовых дискриминаторов13 и 14. Опнако это изменение напря" жений будет скомпенсировано изменением напряжений на выхоДах фазовых .дискриминаторов 1,1 и 12.Начальный Фазовый сдвиг, вносимый синусно-косинусным вращающимся трансформатором и Формирователем синусоидальных напряжений, определяет положение нуля преобразователя, В извест ном преобразователе в пропессе эксплуатации смена элементов в формирователе синусоидального напряжения приводит к изменению нуля преобразователя, что вызывает необходимость .проводить выставку нуля. В предложен- ном преобразователе проводить такой операции не требуется, так как с помощью вновь введенных элементов Фазовых дискриминаторов 11 и 12, сумматора 15, порогового элемента 5 и управляемого делителя 2 частоты производится автоматическая подстройка фазы тока питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора 6 к фазе опорных импульсов цифрового фаэовращателя 9, Кроме того, такая под-, стройка автоматически приводит сдвиг фаэ сигналов на входах дискриминаторов 11 и 12, к величинеблизкой коУ У 90 , что обеспечивает высокую точность компенсации ошибки преобразования в любых условиях эксплуатации.. Ужгород, ул филиал ктная Заказ 2678/48 ВНИИПИ Государс по делам 113035, Москва, Тираж 569 П венного комитета ССС зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д