Фазовая система для преобразованияугла поворота b код

(23)Приоритет до делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30. 06 .81(54) ФАЗОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА В КОДИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам измерения и кодирования углов поворота вала объек-та.По основному авт. св. 1 Р 567163 известна фазовая система преобразования угла поворота в код 1 содержащая многополюсный датчик угла, выход которого через компенсирующий .фазовращатепь соединен с первым входом фазового дискриминатора и через последовательно соединенные синуснокосинусный вращающийся трансформатор и первый фазосдвиганзций мостовой контур с вторым входом фазового дискриминатора, выход которого через усилитель соединен с исполнительным двигателем, соединенным кинематически с валом преобразователя угол-код и валом синусно-косинусного вращанхцегося трансформатора, второй выход которого соединен с вторым фазосдвигаацим мостовым контуром, первую и 2вторую компенсирующие ВС-цепи, соединенные параллельно с соответствующими мостовыми контурами. Компенсирующий фазовращатель выполнен с использованием синусно-косинусного вращающегося трансформатора 13 .В такой системе возникает погрешность преобразования при изменении температуры окружакщей среды. Погрешность проявляется в виде смещения нулевого положения системы и обусловлена дрейфом нуля фазового дискриминатора при изменении температуры окружающей среды, Кроме того, при практической реализации подобных систем в них применяются канальные усилитель" но-преобразующие устройства, которые при изменении температуры окружающей среды, при старении злектроэлементов, изменении питающего напряжения также изменяют свои фазовые характеристики ,и коэффициенты усилений, что вызывает дополнительное смещение нулевого положения системы, Это обуславли4 2901 ф 5 10 15 20 25 30 35 40 50 3 8вается тем, что канальные усилительно-преобразующие устройства включаются до выявителя угла рассогласования -фазового дискриминатора элементасравненияПоэтому изменения параметров усилительно-преобразующих устройств приводят к изменению разностифаз входных напряжений фазового дискриминатора,. в. результате на его выходе образуется напряжение рассогласования, которое обуславливает смещение нулевого положения системы.Цель изобретения - повышение точности преобразования угловых величинпри нестабильности нуля фазового диск риминатора и усилцФельна-преобразовательных элементов в условиях изменения температуры окружающей средыпутем определения. изменений нулевогоположения системы и учета этого изме-нения в процессе измерения и преобразования угловой величины в числовойэквивалент. Поставленная цель достигается тем, что в фазовую систему для преобразования угла поворота в код введены дополнительный" двигатель, дополнительный усилитель, дополнительный синус- но-косинусный вращающийся трансфор-. матор, двухполюсный переключатель и однополюсный переключатель, замыкающий и размыкакщий контакты которого соединены с первым и вторым выходами многополюсного датчика угла поворота соответственно, а подвижный контакт - с обмоткой питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора .фазовращателя, первый замыкаацийся контакт двухполюсного переключателя соединен со входом питания дополнительного двигателя, вал которого соединен с валом синусио-косинусного вращающегося трансформатора коммутирующего фазовращателя, первый размыкающий контакт - с вторым разжкакщим контактом двухполюсного переключателя, первый подвижный контакт двухполюсного переключателя - с выходом усилителя, второй подвижный контакт двухполюсного переключателя соединен со входом питания исполнительного двигателя, е второй заьыкающий контакт двухполюсного переключателя - с входом дополнительного усилителя, вал дополнительного синусио-косинусного преобразователя соединен с валом преобразователя уголкод, выход дополнительного синусно косинусного вращающегося трансформатора соединен со входом дополнительного усилителя.На чертеже представлена фазовая система преобразования угла поворота в код.фазовая система преобразования угла поворота в код содержит многополюсный датчик 1 угла поворота, первый выход которого через компенсирующий фазовращатель 2 соединен со входом фазового дискрцминатора 3. фазовращатель 2 состоит из синуснокосинусного вращающегося трансформатора 4, в выходные обмотки которого установлены два фазосдвигающих мостовых контура 5 и 6. Выходы контуров соединены последовательно. Параллельно мостовым контурам 5 и 6 установлены первая и вторая компенси. рующие РС-цепи 7. Ко второму входуфазового дискриминатора 3 подключенвход фазовращателя 8, который выполнен аналогично первому фазовращателю 2 и содержит синусно-косинусныйвращающийся трансформатор 9, двамостовых фазосдвигающих контураО и 11 и две компенсирующие РС-цепи12 и 13Вход фазовращателя 9 черезоднополюсный переключатель 14 соединен либо с первым (второе положение), либо со вторым выходами многополюсного датчика 1 угла (первое положение переключателя), Выход фазового дискриминатора 3 соединен с усилителем сигнала рассогласования 15,выход которого через двухполюсный левреключатель 16 соединен либо с исполнительным двигателем 17 (первое положение переключателя), либо с допол-,нительным двигателем 18 (второе положение), вал которого кинематически соединен с ротором СКВТ 4 первого фазовращателя. Ротор дополнительного 45СКВТ 19 кинематически соединен с ротором СКВТ 9 второго фазовращателя 8, а выход дополнительного СКВТ 19 соединен с дополнительным усилителем 20.выход которого через двухполюсныйпереключатель 16 (второе положение)соединен с исполнительным двигателем17, вал которого кинематически соединен с ротором СКТБ 9 второго фазовращателя 8 и преобразователем 21 угол-код.Перед работой система должна быть настроена выполнением следующих операций. Переключатель 16 устанавливает01 5 8429 ся в первое положение, выход усилителя 15 оказывается подключенным к двигателю 17. Переключатель 14 устанавливается во второе положение, при этом на оба канала системы поступает напряжение М с выхода датчика 1 угла с одинаковой фазой. При таком положении переключателей система автоматически устанавливается в угловое положение, равное (о . Подобный режим 1 О работы фазовой системы назван режимом контроля нулевого положения.В угловом положении ротора, равном савв, он устанавливается в нуль (его выходное напряжение ДЦ: равно нулю). 15 В нулевое положение СКТБ 19 устанавливается с помощью поворота статора. Указанные операции выполняются всего лишь один раз при регулировке системы. После из выполнения переключатели 14 20 и 16 устанавливаются в первое положение (рабочее) . В этом положении переключателей происХодит процесс измерения и преобразования угловой величины в числовой эквивалент. 25 Работа системы заключается в следующемеПри повороте входного вала многополюсного датчика 1 на угол Я фаза управляющего направления Чу с выхода . датчика 1 угла сдвигается относительно фазы опорного напряжения на уголгде- число пар полюсов датчика угла. При этом на выходе фа 35 эового дискриминатора 3 и усилителя 15 образуется напряжение рассогласования.ЙЧ (ЬО).Под-действием этого напряжения исполнительный двигатель 17 разворачивает ротор СКВТ.9 фазовращателя 8, а вместе с ним и вал многоотсчетного преобразователя 21 угол-код на угол б =Й . С выхода преобразователя 21 угол-код описанчисловой эквивалент (код)й , пропорциональный величине М = Ь , т.е. углу поворота вапа объекта. При изменении температуры окружающей среды, длительной работе воз- о никает дрейф нуля фазового дискриминатора ЬЧчто вызывает напряжение рассогласования на выходе усилителя 15 ЬЯ, под действием которого исполнительный двигатель 17 развернет ротор фазовращателя 8 на дополнитель" кай уголДА. В результате с выхода преобразователя 21 будет описан числовой эквивалент, пропорциональный ЬоМ= Ф - , где Ч - ошибка преобразования, обусловленная дрейфом нуля системы.Для измерения этой ошибки и ее учета вводится режим корректировки нулевого положения. системы. Переключатель 14 переводится во второе положение. При этом система устанавливается автоматически и угловое положение равного + ( б, На выходе допол" нительного СКВТ 19 возникает напряжение А О пропорциональное смещению нулевогоположения системы ЬК. Переключатель 6 переводится во второе положение, Тогда под действием напряжения ЙЧс выхода СКВТ 19 исполнительный двигатель повернет ротор СКВТ, а вместе с ним и ротор СКВТ 9 фазовращателя 8 и вал преобразователя 21 вновь в угловое положениеао, при котором ДОО=0, т.е. в положение, определяемое первоначальным режимом контроля нулевого положения. С другой стороны, под действием напряжения дрейфа нуля ДЧАОь) двигатель 18 повернет ротор СКВТ 4 фазовращателя 2 на дополнительный угол, равный Ьа, Фазовый сдвиг выходного напряжения (Ч, фазовращателя 2, пропорциональный величине дрейфа нуля системыЬО и преобразованный фазовым дискримина(гором 3 в напряжение ЬЧ компенсирует напряжение дрейфа ЬЧд . При переводе переключателя 16 в первое положение выходная ось системы занимает угловое положение, равное аоПосле перевода переключателя 14 в первое положение система переводится снова в рабочий режим, т.е. режим измереНия и преобразования угловой величины в код, но ошибка преобразования, обусловленная дрейфом нуля системы, отсутствует, Режим корректировки нулевого положения системы повторяется эпизодически, Интервал времени между корректировками зависит от стабильности характеристик примененных электронных схем системы и влияния внешних дестабилизирующих факторов, Как правило, этот интервал времени составляет 10-20 ч при перепаде температурФоколо 40 С. Время корректировки зави" сит от времени переходного процесса следящей системы при переключении переключателей 14 и 16, которое невелико и не превышает 1-2 с. В связи с этим, поскольку характер изменения7 8 углового положения радиоастрономического прибора достаточно медленный (не более 15 угловых минут в минуту), потери информации в период корректи- ровки не происходит.Использование предлагаемой системы в условиях, характеризукщихся широким диапазоном изменения температуры окружающей среды и длительной работой, отличает ее от известных, так как она обладает возможностью .корректировки нулевого положения и не содержит составляющей погрешности, обусловленной дрейфом нуля фазового диск-. риминатора и усилительно-преобразовательных элементов,.в процессе предбразования угловой величины. Это,позволяет снизить требования к электронным устроистзам системы, упростить их построение, снизить требования к стабильности применяемых электроэлементов, использовать- серийные синуснокосинусные вращащциеая трансформаторы и элементную базу, отказаться от спе.циальных устройств термостатирования отдельных узлов системы.Предлагаемая система имеет высокие эксплуатационные характеристи 1 си, точность преобразования увеличивается в 5-10 раз за 50 ч непрерывной работы при перепаде температур около 50 С. формула, изобретенияфазовая система для преобразования угла поворота в код по авт.св.9567163, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности преобразова 42901 8ния, в нее введены дополнительный двигатель, дополнительный усилитель, дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор, двухполюсный5переключатель и однополюсный переключатель, замыкающийся и размыкающийконтакты которого соединены с первыми вторым выходами многополюсного датчика угла поворота соответственно,10 а подвижный контакт - с обмоткой питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора Фазовращателя, первый замыкающий контакт двухполюсногопереключателя соединен со входом пи 15 тания. дойолнительного двигателя, валкоторого соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформаторакомпенсйрующего фазовращателя, первый размыкающий контакт - со вторым20 .размыкающим кОнтактом двухполюсного.переключателя, а первый подвижныйконтакт двухполюсного переключателя - с выходом усилителя, второй подвижный контакт двухполюсного переклю 25 чателя соединен со входом питанияисполнительного двигателя, а второйзамыкающий контакт двухполюсногопереключателя - с выходом дополнительного усилителя, вал дополнитель 30 ного синусно-косинусного преобразователя соединен с валом преобразователя угол-код, выход дополнительного синусно-косинусного вращающегосятрансформатора соединен со входом35 дополнительного усилителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 567163,кл. 8 05 В 11/12, 12.12.74.84 2901 Составитель И. НазаркинаТехред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко дактор Н. Бушаев одписноеСР 4 Фил ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 691 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, ЖРаушская митетаоткрыти наб., д