Двухканальный преобразователь перемещений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пв 943797(22) Заявлено 2912.80 (21) 3226346/18-24 с присоединением заявки М 6 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по деЛам изобретений и открытийДата опубликования описания 150782 А,Б, Адомавичюс, В.Б. Адомавичюс, В.Ю. Гележя ичюа",- К.С. Крищюнас, В.В. Лаурущка и В.А, Марцинкявс,(72) Явторы изобретения Г. Каунасский политехническнй институт им. АнтанЯСаяечауаа-.(541 ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ. Изобретение относится к системамавтоматического контроля и регулирования,Известен преобразователь перемещения, содержащий индуктивные измери-.тельные цепи, которые соединены через усилители-ограничители с входамиблока определения направления и входами .соответствующих ключей, выходыкоторых соединены непосредственнос входами парафазного усилителя ичерез соответствующий индикатор нуля - с входами элемента ИЛИ и многофазного .триггера, выходы которогоподключены к соответствующему ключу(1) .Недостатком этого преобразователяявляется сложность электронной схемы и индуктивной системы измерительных катушек.Известен преобразователь переме"щения в код, содержащий. три измерительных цепи, соединенные с однимииз вводов соответствующих трех ключей, выходы которых через усилительподключены к входу четвертого ключа,первый выход которого подключе, кнеинвертирующему входу парафазногоусилителя, а .второй - к инвертирующему входу, выход парафазного усилителя является кусочно-аналоговым выходом преобразователя, выходы измерительных индуктивных цепей также подключены к входам индикаторов нуля, выходы которых подключены к входам многофазного триггера, а его выходы подключены к соответствующим управляющим входам трех ключей и к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу триггера, а его выход к управлякщему входу четвертого ключа. Дискретным выходом преобразователя является выход эле.мента ИЛИ (2.Недостатком такого преобразователя перемещения в код является сложность электронной схемы и индуктивной системы измерительных катушек. Кроме того в рассмотренном преобразователе перемещения в код для получения кусочно-аналогового сигнала используется более длинный участок характеристик преобразования, вследствие чего уменьшается линейность в краях куска характеристики, а следовательно, и. точность нреобразования,Наиболее близким к предложенному по технической сущности является, двух.- канальный индуктивный преобразова 943797тель перемещения, который содержит . две индуктивных измерительных цепи33.Однако такой преобразователь характеризуется недостаточной точностью.Цель изобретения - повыиение точности преобразования.Указанная цель достигается тем, что в двухканальный преобразователь перемещения, содержащий две измерительных цепи, делитель напряжения, соединенный с одной из измерительных цепей, компаратор, выпрямитель, введены коммутаторы, дешифратор, ревер,сивный счетчик, дифференциальный усилитель и дополнительный делитель напряжения, вход которого соединен с выходом другой измерительной цепи, а выходы обоих делителей напряжения соединены с информационными входами соответствующих ксэмутаторов, управляющие входы которых соединены с. выходами дешифратора, выходы коммутаторов соединены с входами дифферейциального усилителя, выход которого через выйрямитель подключен к выходной клемме преобразователяи к входам компараторов, выходы которых подключены к соответстэующим выходным клеммам преобразователя и к сигнальным входам реверсивного счетчика, вход обнуления которого подключен к входной клемме преобразователя Сброс, а выход соединен с входом дешифратора.На Фиг.1 представлена блок-схема описываемого преобразователя; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу .преобразователя на Фиг.З - вьходные напряжения.Преобразователь содержит два измерительных цепи 1 и 2 и делители 3 и 4 напряжения, два коммутатора 5 и б, дифференциальный усилитель 7, выпрямитель 8, два компаратора 9 и 10, реверсивный счетчик 11 и де" шифратор 12.Измерительные цепи 1 и 2 (индук-. тивные), содержащие также двухполупериодные выпрямители и фильтры пульсаций, юяполнены в виде двух обмоток индуктосина или поворотного трансформатора, относительный сдвиг между которыми составляет четвертьага обмотки, что соответствует углу,О 90 эл.град, и якоря.Делители 3 и 4 напряжения пред- назначены для деления выходных напряжений измерительных цепей 1 и 2.Количество делителей в каждой группе равно в = (и/4) + 1, где и - не. обходимое число .аналоговых кусков в интервале одного шага. Коэффициенты деления для делителей 3 группы ,определяются иэ выражения КА =соз(271/и),а для делителей 4 груп.пы - иэ выражения Кй; = в 1 и(2 Х 1/и),где 1 = 0,1,2.(ш) - номер делителя в группе. На фигуре 2 а представ-лены эпюры напряжений, снимаемыхс делителей 3,4 относительно перемещения Ф якоря индуктосина дляи = 20(ш=б) . Так как относительныйсдвиг между обмотками индуктосинасоставляет четверть шага 8 обмотки,то такой же сдвиг имеет место и 10 между полупериодами напряжений ц иП, иэмеряющихся по синусоидальномузакону и имеющих одинаковые амплитуды О, О на выходе соответствующих измерительных цепей 1 и 2.15 При построении эпюр, представленных на Фигуре 2 а, также учтено, чтоКаэо= соз(2 Х/и) = 1) Кэ 4=в 1 и(2 Г/и) = 0;Кз (чи-ф) = соэ 2 Г(в)/и) = О, гО " "= "/4Кэ 4(фл)= з 1 и 21(щ) /и) = 1.Коммутаторы 5 и б предназначеныдля подключения в определенном порядке, зависящем от перемещения, кинвертирующему и неинвертирующемувходам дифференциального усилителя7 одновременно по одному выходномунапряжению с делителей, имеющих оди.наковый порядковый номер 1 в делителях 3 и 4, соответственно, по сигналам, поступающим от дешифратора 12.Дифференциальный усилитель 7 предназначен для усиления сигналов,поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы через коммутато ры 5 и б с соответствующих группделителей 3, 4 напряжения .На фиг, 2 б представлена эпюраизменения выходного напряжения диф О ференциального усилителя 7 относительно. перемещения. Как видно иэ3фиг. 2 б период повторения серий,состоящих иэ кусков аналоговых характе-ристик с положительными или отрицательными наклонами в количестве и/4,составляет половину шага.Выпрямитель 8 предназначен длявыпрямления вцхадного напряжения дифференциального усилителя 7. Выходвыпрямителя 8 является кусочно-ана логовым выходом цреобразователя . Напряжение на выходе выпрямителя 8(Цд ) имеет вид, показанный нафйг. За.15 Компаратор 9 предназначен дляформирования короткого импульса,когда входной сигнал достигает нулевогоуровня ири перемещении направо(Фиг.Зб). Компаратор 10 предназначен 60 для, формирования короткого импульса,когда входное напряжение равно опорному напряжейию при перемещении налево (фиг. За). Реверсивнцй счетчик 11предназначен для подсчета общего числа импульсоэ, соответствующего числуЯйг.За) . При этом кусочно-аналого"вое напряжение по абсолютной величи" не начинает увеличиваться и в какойто момент времени достигает значения опорного напряжения компаратора 10. При этом компаратор 10 вцрабатывает короткий импульс, который постуиает на вход обратного счета реверсивного счетчика 11 и на второй дискретный выход Щ Фиг. За,в) . Дешифратор 12, дешифруя состояние счетчика 11, переключает коммутаторы 5 и б. Напряжение порога срабатывания компаратора 10 (ф выше напряжения П на величину, которая необходима для нормальной работы преобразователя. При дальнейшем перемещении якоря налево работа преобразователя аналогична описанному виде .Таким образом, полное перемещение можно определить путем суммирования числа импульсов, выданных на первом дискретном выходе, считая их поло" рого дискретного выхода, считая их отрицательными, прибавляя к результату величину перемещения в зоне аналогового куска, определяемую по выходному кусочно-аналоговому сигналу.использование новых элементов, соединенных по предложенной схеме, выгодно отличает предлагаемый двухканальный преобразователь перемеще" ний, так как повышается линейность кусочно-аналоговой характеристики, а следовательно, точность преобразования, а за счет применения двух компараторов и реверсивного счетчика исключается воэможность появления сшибки преобраэоэания при переся направлением. Кроме того, использование только двух измерительных цепей (в качестве которых могутбыть использованы стандартные иицуктосины) позволяет Формировать кусочно-аналоговые характеристики или лучшую линейность чем кусочноаналоговые характеристики двухканального преобразователя перемещения,формула изобретения Двухканальный преобразователь перемещений, содержащий две измерительных цепи, делитель напряжения, соединенный с одной из измерительных цепей, компараторы, выпрямитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены коммутаторы, дешиФратор, реверсивный счетчик, дифференциальный усилительи допол,аналоговых кусков пройденных якоремв интервале Ь/2 (фиг.2 б) .Дешифратор 12 предназначен дляуправления работой коммутаторов 5и б.Цепь сброса предназначена для 5начальной установки реверсивного.счетчика 11 в исходное положение.Преобразователь работает следующим образом.Перед началом работы реверсивный 1 Осчетчик. 11 при помощи сигнала сбросаустанавливается в,исходное положение.При перемещении якоря направо на, инвертирующий вход дифференциального 5усилителя 7 через коммутатор 5 подключается напряжение (1К с делителя 3, а на неинвертирующйй входдифференциального усилителя 7 черезкоммутатор б - напряжение П Кэ(фиг, 2 а), На выходе дифференцйального усилителя при перемещении направо отрицательное напряжение по абсо- жительными, с числом импульсов втолютной величине уменьшается (фиг.26),Так как выпрямитель 8 инвертируеттолько положительные напряжения, тоотрицательное напряжение поступаетна.входы компараторов 9 и 10 безизменения. При дальнейшем перемещении в какой-то момент времени выходной сигнал дифференциального усилителя 7 достигает нулевого уровня, икомпаратор 9 вырабатывает дискретныйимпульс, соответствующий аналоговомукуску перЕмещения (фиг.За,б). Дискретный сигнал с выхода ксмпаратора9 09 поступает на первый дискретныйвыход преобразователя )э ) и на входпрямого счета реверсивного счетчика 11. При этом дешифратор 12, дешифруя состояние счетчика 11, переклю мещении, происходящем с изменяющимчает коммутаторы 5 и б, и на инвертирующий и неинвертируяций входыдифференциального усилителя 7 поступают соответственно напряжения Б Кф Ойи Уф кэ 4 через коммутаторы 5 и 6 с 4делителей 3 и 4 напряжения. Придальнейшем перемещении направо до преобразования, имеющие такую жеточки, равной четверти шага обмотки,работа преобразователя происходитаналогично описанному выае. В интервале перемещения от Ь/4 до Ь/2 рабо- содержащего четыре измерительныхта преобразователя отличается от . цепи.описанного выше лишь тем, что с вы"хода усилителя 7 на вход выпрямителя 8 поступает положительное напряжение, а выпрямитель 8 инвертируетего в отрицательное . При перемещениинаправо (или налево) цикл переключения делителей 3 и 4 для и = 20 равен десяти аналоговым кускам. В общем случае цикл переключения делите" фОлей равен и/2 аналогичным кускам.Пусть в какой-то момент времени,когда якорь находится в.положении3 он меняет направление перемещения и начинает двигаться налево 65нительный делитель напряжения, входкоторого соединен с выходом другойизмерительной цепи, а выходы обоихделителей напряжения соединены синформационными входами соответствующих коммутаторов, управляющиевходы которых соединены с выходамидешифратора, выходы коммутаторовсоединены с входами дифференциального усилителя, выход которого черезвыпрямитель подключен к выходнойклемме преобразователя и к входамкомпараторов, выходы которых подключены к соответствующим выходнымклеммам преобразователя и к сигнальным входам реверсивного счетчика,вход обнуления которого подключенк входной клемме преобразователяффСбросф, а выход соединен с входом5дешифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 670954 кл, 6 08 С 9/04, 1977,10 2, Авторское свидетельство СССРЮ 697012, кл. 0 08 С 9/04 1978.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2913620/18-24,кл. 6 08 С 9/О 4, 29. 01. 80 (прототип) .943797 и,и Составитель И, Вазаселовская Техред М, Рейвес инакорректор актор га Подписксэщтета СССРоткрытийкае наб., д. 4/5 Тираж 642 ВНИИПИ Государственного по .делам иэобретеннй 3035, Москва ЖРауыс