Преобразователь угла поворота вала в код

.Р)ОЗ ССВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК З(50 6 08 С 9 04 ГООУДЮСтвЕННЦЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬ дффффсщ ъем, ,.": ".;РЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДБТЕЛЬС д1 входом второго сумматора по модулю,(21) 3335030/18-24анод третьего магнитодиода через. (22) .08.09.81 блок согласования соединен с вторым(72) Г.И. Лещенко . анод четвертого магнитодиода через(71) Институт автоматики АН Фф б к ссгласования подключен к первому,ской ССР .входу третьего сумматора по модУлюг,(53) 681.325(088.8) анод пятого магнитодиода через блокАвто ское свидетельство СССР аноД ПЯТ(56) 1. Авторс . согласования подключен к второмуВ 678498, кл, ./входу второгосумматора по модулю,2. Авторское свидетельство СССРанод шесР 796890, кл. 0 0 С /того, магнитодиода через блоксогласования соедииен с вторым эио(прототип),домтретьего сумматорапо модулю, вы(54)(57) 1. преОБРАВОВАтель уГЯА пО-, ходы первого и третьего сумматоройВОРОТА ВАЛА ц кОд, содержащий подвижпо модулю подключены соответственноный кодирунвий элемент, выполненный к первому и второму входам инвертора-в виде постоянного магнита с двумя расширителя импульсов, о т л и ч а юмагнитопроводами,в зазореро одами в зазоре между щ и й с я тем, что, с целью повыше-ыми расположены семь чувстви- ния надежности и точности преобразотельных элементов, выполненных в ви- вателя, в него введены восьмоде магнитодиодов, подключенных като- нитодиод, два пороговых элемента идами к шине нулевого потенциала, анод управляющий источник, постоянного нарвого магнитодиода через блок сог- пряжения с температурной коррекцией,и"ласования соединен с первым сигналь- аноды седьмого и восьмого магнитодным входом первого сумматора по моду" одов через блок согласования подклюлю анод второго магнитодиода ч чены к сигнальным входам пороговыхблок согласования соединен с пе элементов.Ю Ф ерез рным 61024956 2. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что сумматоры по модулю и пороговые элементы содержат управляющие транзисторы, эмиттеры которых подключены к сигналвным входам, а базы - к управляю щим входам, объединенным между собой и подключенным к выходу управляющего источника постоянного напряжения с температурной коррекцией.3. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что задаюИзобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в код.Известен магнитодиодный преобразователь перемещений, содержащий коди рующие элементы, выполненные в ви де магнитодиодов с источником магнитного потока, считывающие элементы - магнитодиоды, установленные в зазорах кодирующих элементов, после" 1 О довательно с которыми включены ста-. билизаторы тока, обеспечивающие максимальный перепад напряжений на маг-,. нитодиодах при изменении индукции . магнитного поля, а также источникпитания 1 Д,Кедостатком преобразователя является большой разброс напряжений выхоцных сигналов, зависящий от разброса параметров магнитодиодов и в первую очередь магниточувствительностиНаиболее близким по своему техни" ческому решению к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий магнитный ко довый элемент, в зазорах которого ус" тановлены .магнитодиоды, соединенные с выходами соответствующих стабилизаторов тока, инверторы - расширители и сумматоры по модулю. Магнито- ЗО диоды в преобразователе объединены вгруппы и подключены к соответствующим входам сумматоров по модулю 1,21.Недостатком этого преобразователя .является низкая. надежность и узкий 35 диапазон изменения. напряжения пита-ния, что в свою очередь накладывает ограничения на дальность .дистанцион ного контроля и измерения углов. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя в широком диапазоне измерения напряжения питал иия и температуры окружающей бреды.Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота А щий элемент управляющего источникапостоянного напряжения с температур ной коррекцией выполнен в виде магнитодиода и последовательно соединенных двух переходов база - эмиттер,подключенных к базе регулирующеготранзистора, а к выходу управляющегоисточника постоянного напряжения стемпературной коррекцией подключенабаза дополнительного опорного транзистора, в эмиттерную цепь которогопоследовательно включены опорный магнитодиод и резистор. вала в код, содержаЩий подвижный кодирующий элемент, выполненный в виде постоянного магнита с двумя магнитопроводами, в зазоре между которыми расположены семь чувствительных элементов, выполненных в видемагнитодиодов, подключенных катодами к шине нулевого потенциала, анодпервого магнитодиода через блок согласования с первым сигнальным входом первого сумматора по модулю, анодвторого магнитодиода через блок согласования соединен с первым входом второго сумматора по модулю, анод третьего магнитодиода через блок согласования соединен с вторым входом первого сумматора по модулю, анодчетвертого магнитодиода через блок согласования. подключен к первомувходу третьегосумматора по модулю,анод пятого магнитодиода через блоксогласования подключен к второмувходу второго сумматора по модулю,анод шестого магнитодиоада черезблок согласования соединен с вторымвходом третьего сумматора по модулю,выходы первого и третьего сумматоров по модулю подключены соответственнок первому и второму входам инвертора"расширителя импульсов, введены восьмой магнитодиод, два пороговых элемента и управляющий. источник пЪстоянного напряжения с температурной кор, рекцией, аноды седьмого й восьмого магнитодиодов через блок согласования подключены к сигнальным входампороговых элементов. Сумматоры по модулю и пороговые элементы содержат управляющие транзисторы, эмиттеры которых подключены к сигнальным входам, а базы - к управляющим входам, обьединенным меж ду собой и подключенным к выходу управляющего источника постоянного на- пряжения с температурной коррекцией.Ф1024956Кроме того, задающий элемент уп-база - эмиттер, ток которых стабилиравляющего источника постоянного на- зируется полевым транзистором 28 и пряжения с температурной коррекцией РЕгулируется резистором 29. Постоян" выполнен в виде магнитодиода и после- ство перепада токовд 1: (О)- 1(1) .довательно соединенных двух перехо- (фиг. 4), а следовательно считываедов база - эмиттер, подключенных к 5 мых сигналов, обеспечивается автомабазе регулирующего транзистора, а к тической коррекцией напряжения упвыходу управляющего источника посто- равляющего источника 17 при изменениянного напряжения с температурной ях напряжения на.считывающих магнитокоррекцией подключена база Дополни- диодах:1-8 и.переходах база - эмиттельного опорного транзистора, в эмиттер транзисторов 23, 24, 30 и 26, терную цепь которого последовательно возникающих при изменении температувключены опорный магнитодиод и. Ре- ры окружающей среды, поскольку.магзистор. нитодиод 26 и переходы 27 установлеНа фиг. 1 приведенафункциональная ны в управляющем источнике 17 тех же схема предлагаемого преобразователя; 15 типов, что и считывающие, т.е. имена Фиг. 2 - кодирующий элементу на ют одинаковый температурный коэффифиг, 3 - принципиальная схема преоб- циент напряжения. Кроме того, источразователя; на фиг. 4 зависимости, ник 17 содержит магнитодиод 31 и репоясняющие работу преобразователя. зистор 32. Коллекторы транзисторов 18Преобразователь содержит:магнито- и 19 сравнения. подключены к базам диоды 1-8 (фиг. 1), расположенные"на выходных транзисторов 33 и резисто 20плате 9,чувствительная часть кото- рам 34, другие выводы которых соеди". рой установлена в зазоре с индукци- нены с эмиттерами и шиной доминусей Вр кодирующего элемента, образо- . источника питания. ванного магнитопроводами 10 и посто-: Работа преобразователя заключаетяннцм магнитом 11 (фиг. 2). Кодиру ся в следующем. ющий элемент вращаетея вокруг немаг- . В исходном. фнулевомфф положении нитной оси 12Блок 13 согласования кодирующего элемента, соответствую-(фиг. 1), выполненный на резистораХ, ,щему входному углу Ы,= Оф, все магии" включен последовательно с магнито- тодиоды 1-8 выведены из рабочего задиодами 1-8 и служит для выравнивания ЗО зора, т,е. находятся вне магнитного напряжения на магнитодиодах при ин- . поля Эу =О. В этом случае через диодукции в рабочем зазоре, равной нулю. ды 1-8 и резисторы 22 протекает макВыходы блока 13 согЛасования соеди- .симальный ток, определяемый транзиснены с соответствующими входами пер- торами 23 и 24 т.е. потенциа омл навторого и третьего сумматоров 35 их базах. Фактически для магнитоди по модулю,.выходы которых подклю- одов 1"8 каждый из транзисторов 23 чены на вход инвертора-расширителя . и 24 является эмиттерным повторите5, а магнитодиоды 4 и 8 через блок лем, при этом напряжение на эмитте согласования соединены с входами . Рах равно О (0)мах, максимальному для первого и второго пороговых элемен данного типа магнитодиодов при затов 16, при этом управлякюие входы данном значении тока. сумматоров 14 и пороговых элементов Вольт-амперную характеристику 16 подключены к выходу управляющего (ВАХ) магнитодиода, проходящую через источника 17 постоянного напряжения (о)уцвфиг. 4 (кривая а ), можно перес температурной коррекцией. На вы- , 45 местить при заданном токе Э последохоах 26 2" 2ходах 2 , 2 , 2 , 2 , в зависимости вательным включением резистора блоот угла поворота кодирующего элемен- ка 13 согласования (прямая В ), тогда та, появляются различные комбинации . :суммарная ВАХ (кривая С) будет просигналов 1 ф и фОф в двоичном . ходить через точку 0(0) вох для данреФлексном коде (Грэя). Каждый из 50 ного типа магнитодиодов. В этом слу" сумматоров 14 (фиг. 3) состоит иэ чае через резисторы 22,протекает одитранзисторов 18 .и 19, резисторов 20наковый ток падения напряжений на . и 21, к выходам которых подключены ,них и при равенстве сопротивлений резисторы 22 и коллекторы транэисто- одинаковы; транзисторы 18 и .19 заров 23 и 24, эмиттеры их подключены перты и,.следовательно, выходные к магнитодиодам 1-8 через резисторы 55 транзисторы 33 также закрыты, что. соблока 13 согласования, а базы - к . ответствует сигналам ф 10 по всехуправляющему источнику.17 постоянно-разрядах преобразователя. го напряжения. При повороте кодирующего элементаУправлЯющий источник 17 постоЯн- наодин квант магнитодиод 1 окажется ного напряжения состоит из ограничи- бО .в рабочем зазоре. В этом случае ВАХтеля напряженйя, выполненного на магнитодиода 1, находящегося в маг- . транзисторе 25, база которого подклю-. .нитном поле, под.воздействием инцукчена к задающему элементу, состояще" ции ВфО,ЭТ, переместится в одно пому из последовательно включенных . ,аожение (кривая д Фиг. 4) или с учемагнитодиода 26 и двух переходов 27 65 том разброса почувствительности,.вдругое положение (кривая В ), Токмагнитодиода резко упадет, посколькунапряжение на эмиттере транзистора23 (фиг. 3) постоянное и равно 0 (0)ЫОХ;Это в свою очередь резко уменьшитпадение напряжения на резисторе 22.Следовательно, на входе первого сумматора 14 (фиг. 1) появится перепаднапряжения, открывающий транзистор19,(фиг. 3), ток коллектора которогооткроет выходной транзистор 33, чтосоответствует сигналу 1 в данномдвоичном разряде. При повороте кодирующего элемента в положение, прикотором магнитодиоды 1 и 3 будут находиться в магнитном поле с индюкцией В , ток обоих диодов изменитсядо 1. (1) следовательно, перепада.напряжений на резисторах 22 не будет,транзисторы 18, 19 и 33 будут замкнуты, и на выходе преобразователя будетесигнал О. При считывании сигналов ф 1 фф магнитодиодами 4 и 8 напряжение на соответствующих им резисто-,рах 22 сравнивается с напряжениемрезистора 32, ток 1(О) которого протекает через магнитодиод 31 и тран-зистор 30. Так, например, прй считываний 1 в разряде 2 ток магнитодиода 4 падает до (1), при этомток базы соответствующего транзистора 33 протекает по цепи шина +Е) резистор 22 магнитодиода 4, резистор 20, открытый транзистор 19, переход база - эмиттер выходного ключа 33, шина -Е . За один полный оборот кодирующего элемента с вйходов преобраэо. вателя будет снят четырехразрядный двоичный рефлексный код. Разброс по напряжению при индукции Вд одного типа магнитодиодов резко уменьшается в области мальй токов и не превышает, уровня 1.(1)0,5 шА (фиг.4) в диапазоне изменения температуры окружающей среды 1=30 -, +60 С, нри этом перепад токов Ь обеспечивает разность напряжений на входах сумматора 14, соответствующую сигналу 1 в пределах 2-2,5 В, что исключает возможйость появления ложных сигналов О и ф 1 ф и превышение(1)ДОП При, этом в указанном диапазоне колебания температуры окружающей среды проис" ходит автоматическое изменение на-. пряжения управляющего источника, что обеспечивает стабильность .входных сигналов сумматоровЮЭкономический эффект от использования предложенного устройства обусловлен его техническими преиМУ- ществами.1024956 1 ЕеИ 2.0 Составитель В. РыгалинТехредМ. Гергель КорректорО. Тиг дактор А. Козо 5 лиал ППП ффПатентф, г, Ужгород,ктная, 4 Заказ 4401/47 Тираж ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, б 16 Подпи арственного комитета ССС обретений и открытий Ж, Раушская наб., д,