Преобразователь угловых перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИ БРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬОТВУ ПЕРЕ к контре и мо- измереь. 6 А,И.никонов ,В.Касперов .717(088.8) управле- С целью рения функ преобразоподвижный омаГнитны етельство СССР В 7(00, 1981. ельство СССР В 7/30, 1982. ДВТОРСКоч(57) Изобретение относитсрольно-измерительной технжет быть использовано дляния параметров движения иния подвижными объектами.повышения тонности и расшциональных возможностей вватель, содержащий ось, недиск, подвижный диск, ферр1543223 510 выступы, обмотки 36 - 40 считывания точного отсчета обмотки 42 - 46 возЭбуждения точного отсчета и опорный источник 48, введены блок 17 детекторов, блок 18 пороговых элементов, арифметический блок 19 грубого отсчета, шина 20 нулевого потенциала, блок 21 детекторов, блок 22 пороговых Элементов, арифметический блок 23 Точного отсчета. Кроме того, в преобразователь введены коммутатор 24, аналого-цифровой преобразователь 25, регистр 26, компаратор 27, блок 28 Изобретение относится к контрольйо-измерительной технике и может быть 20использовано для измерения параметровДвижения и управления. подвижными объектами.Цель изобретения - повышение точности и расширение Функциональных.воз можностей преобразователя за счетреобразования также и скорости перемещений,На Фиг. 1,2 и 3 изображена конструкция датчикапреобразователя соответственно разрезыА-А,Б-Б,В-В; наФиг,4 -блок-схема преобразователя,1 Преобразователь угловых перемещений содержит ось 1, неподвижный диск2, подвижный диск 3, ферромагнитные 35выступы 4 - 16, блок 17 детекторов,блок 18 пороговых элементов, арифметический блок 19 грубого отсчета,шину 20 нулевого потенциала, блок 21детекторов, блок 22 пороговых элемен цтов, арифметический блок 23 точногоотсчета, коммутатор 24, аналого-цифровой преобразователь 25, регистр 26,компаратор 27, блок 28 выборки ихрайения, инвертор 29, Формирователи 30, 31, блок 32 выборки и хранения, вычитатель 33, блок 34 задержки, блок 35 выборки и хранения,обмотки 36,37 - 40 считывания точногоотсчета, обмотку 41 считывания грубого отсчета, обмотки возбуждения 42,.43 - 46 точного отсчета, обмотку 47возбуждения грубого отсчета, опорныйисточник 48.Обмотки 36,37 - 40 расположенына Ферромагнитных выступах соответст 55венно. 8,9-12, обмотки 42,43-46 расположены на ферромагнитных выступахсоответственно 15,4,5,6,7, обмотки 41 выборки и хранения, инвертор 29, формирователь 30,31, блок 32 выборкии хранения, вычитатель 33, блок 34задержки, блок 35 выборки и хранения,обмотка 41 считывания грубого отсче=та и обмотка 47 возбуждения грубогоотсчета. Дискретизация блоками 28,32и 35 выборки и хранения амплитудныхуровней выходного напряжения считывания, а также формирование разнос-ти смежных результатов дискретизацииобеспечивают получение на выходе регистра 26 кода угловой скорости подвижного объекта. 4 ил. и 47 расположены на ферромагнитныхвыступах соответственно 13 и 14.Обмотки 42,43 - 46 возбужденияи обмотки 36,37 - 40 считывания точного отсчета располагаются симметрично по диаметру относительно оси 1вращения, причем порядок чередованиявыступов с обмотками возбуждения исчитывания сохраняется вдоль координаты угловых перемещений для всех парвыступов и катушек возбуждения 41 исчитывания 47 грубого отсчета, Дляопределенности Ферромагнитный диск 2показан с двумя дорожками канала грубого отсчета и с пятью дорожками канала точного отсчета, Ферромагнитныйдиск 2 условно разбит на восемь секторов, Для наглядности обмотки 41,42,43 - 46 возбуждения и обмотки 36,37 -40 считывания на фиг 2 показаны условно только в одном секторе и в описании рассматриваются работа и физические процессы преобразователя только в одном из восьми секторов,На подвижном диске 3 закрепленферромагнитный выступ 16 в виде сек"тора, состоящий из двух частей, соединенных между собой, и перекрывающийдлину обмоток 41,42,43 - 46 возбуждения и обмоток 36,37 - 40 считывания, а также расстояние между парными выступами вдоль координаты угловыхперемещений,Преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.При перемещении оси 1 с закрепленным на ней подвижным риском 3 и фер"ромагнитным выступом 4, перемещающимся над ферромагнитными выступами 5,616 с закрепленными на них обмотками41,42 - 46 возбуждения и обмотками 36, 1543223поверхности диска 2, т,е, о внутрисекторной координате выступа 16, Сумма(Ы+М) представляет собой двоичныйэквивалент-код угловой координаты выступа 16,5Формирование выходной информацииоб угловой скорости подвижного диска 3 для определенности рассмотрим,начиная с принимаемого за нулевой момент времени 1;=О, когда выступ 16,перемещаясь по часовой стрелке, проходит положение, в котором он изображенна фиг2,1(одоваЯ комбинаЦиЯ Цт с выхода бло ка 22 пороговых элементов воздействует на управляющий вход коммутатора24, связывающего со своим выходом туиз обмоток 36,37 - 40 считывания,возле которой находится выстун 16,для положения выступа 16 Сфиг, 2)это обмотка 36 считывания. Выходнойсигнал Б, данкой обмотки через коммутатор 24 воздействует ца вход компаратора 27, блока 28 выборки и хранения, а также инвертора 29.Прямой выход компаратора 27 находится в единичном состоянии если напряжение на его втором входе преьышает нулевое значение. ЗОПоступая на управляющий вход блока 28 выборки и хранения, выходной кпульс формирователя 30 обеспечиваетвыборку напряжения, достигающего своего амплитудного значения, при этомна выходе блока 28 выборки и хранения35устанавливается напряжение.Формирователь 31 запускается повоздействию на его вход положительного фронта сигнала П , поступающего с инверсного выхода компаратора 27в момент перехода через нулевое значение зеличицы У, на участке ее убывания в пределах периода. Длительностизадержек выдачи выходных сигналовЗзо,П - соответственно формировате,лей 30 и 31 одинаковы, поэтому на выходе блока 32 выборки и хранения устанавливается напряжение П -,ъ О.Таким образом, ца выходах блоков28,32 выборки и хранения формируютсянапряжения положительной полярности,изменения уровней которых по величине пропорциональны приращениям угловой координаты Ц), а разность Б =5=Б -08, выделяемая ца выходе вычитателя 33, пропорциональна угловойскорости И(д/Й) выступа 6 и подвижного диска 3. Поскольку результат реализации операции вычитания должен обеспечить однозначное соответствие описанного порядка следования операций дискретизации сигналов Б ,Б изменению угловой координаты, необходимо пользоваться выходной информацией вычитателя 33 только в промежутках времени от момента дискретизации БТакая однозначность соответствия величин У и преобразуемой угловой скорости подвижного диска 3 обеспечивается тем, что напряжение Бзз Фиксируется блоком 35 выборки-хранения по выходному импульсу блока 34, поступающему с задержкой во времени относительно момента дискретизации сигнала У, Выходное напряжение блока 35 выборки-хранения 0 =Б3 ЪЭ пос:упает на вход аналого-цифрового преобразователя 25, где преобразуется в двоичный код углсвой скорости (дфЛ), заносимый в регистр 26,Формула изобретенияПр образователь угловых перемещений, содержащий подвижный диск с осью, неподвижный диск, ферромагнитные выступы, дополнительный ферромагнитный выступ, обмотки возбуждения точного отсчета, обмотки считывания точного отсчета, первый блок детекторов, первый блок пороговых элементов и опорньй источник, подвижный и неподвижньй диски расположены соосно, обмотки возбуждения точного отсчета и обмотки считывания точного отсчета расположены на ферромагнитных выступах, которые размещены на поверхности неподвижного диска, обращенной к поверхности подвижного диска, на которой размещен дополнительный ферромагнитный выступ, первый вывод опорного источника через последовательно соединенные обмотки возбуждения точного отсчета подключен к второму выводу опорного источника, обмотки считывания точного отсчета соединены последовательно, а их выводы подключены к входам первого блока детекторов, выходы которого подключены к входам первого блока пороговых элементов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет преобразования также и скорости перемещений, он снабжен вторым блоком де9 15 ч текторов, арифметическим блоком точного отсчета, арифметическим блоком грубого отсчета, регистром кода скорости, компаратором, инвертором, двумя формирователями, тремя блоками выборки и хранения, блоком задержки, вычитателем, аналого-циФровым преобразователем, шиной нулевого потенциала и обмотками возбуждения и считывания грубого отсчета, дополнительный выступ выполнен в виде бисекторного элемента с секторами грубого и точного отсчетов, обмотки возбуждения и обмотки считывания грубого отсчета расположены попарно, .каждая на ферромагнитном выступе, выполненном в виде части кольца, ограниченной углом сектора грубого отсчета, Ферромагнит- ные выступы одной пары разнесены между собой в радиальном направлении на расстояние, обеспечивающее перекрытие их дополнительным ферромагнитным выступом, обмотки возбуждения и считывания точного отсчета размещены попарно симметрично относительно радиусов, смещенных между собой на половину угла сектора точного отсчета, пары обмоток возбуждения и считывания точного отсчета смещены между собой в радиальном направлении на расстояние, обеспечивающее перекрытие их дополнительным ферромагнитным выступом, первый вывод опорного источника через последовательно соединенные обмотки возубждения грубого 3223 10отсчета подключен к второму выводу опорного источника, выводы обмоток считывания грубого отсчета подключены 5к входам второго блока детекторов, выходы которого через второй блок пороговых элементов подключены к входам арифметического блока грубого отсчета, выходы первого блока пороговых элементов подключены к входам арифметического блока точного отсчета и управляющим входам коммутатора, к сигнальным входам которого подключены выводы обмоток считывания точного,отсчета, выход коммУтатора подключен к первому входу вычитателя, выход которого подключен к сигнальному входу третьего блока выборки и хранения, выход которого подключен к входу ана лого-циФрового преобразователя, выходкоторого подключен к выходу регистра кода скорости, выход компаратора через первый формирователь подключен к управляющему входу первого блока 25 выборки и хранения, выход которогоподключен к второму входу вычитателя, а инверсный выход блока через второй формирователь подключен к управляющему входу второго блока выборки и хранения и входу блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу третьего блока выборки и хранения, а шина нулевого потенциала подключена к второму входу компаратора.1543223 актор А.Долинин Тираж 501 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород Про а гарина, 101 Заказ 392ВНИИИ Гос Состав Техред ль В.По Ходанич ян Корректор М Ша