CS212532B1

CS212532B1 - Connection of the circuit for aquiring the information on the motion speed by using the inductosyne

Info

Publication number: CS212532B1
Application number: CS627579A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Moucka; Vojtech Prchlik; Zdenek Vavra; Vladimir Vurm; Josef Klapste
Original assignee: Frantisek Moucka; Vojtech Prchlik; Zdenek Vavra; Vladimir Vurm; Josef Klapste
Priority date: 1979-09-18
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Účelem vynálezu je dosažení velmi dobrých dynamických vlastností zařízení. Využívá se zde tzv. "Dopplerova jevu", kdy odchylka frekvence první harmonické složky střídavého signálu na výstupu měřítka induktosynu od frekvence napájecího signálu přiváděného od jezdce je přímo úměrná okamžité rychlosti pohybu. Realizuje se to tím, že výstup tvarovače signálu z měřítka Induktosynu je propojen jednak na druhý vstup fázového diferenčního členu a jednak na vstup fázovacího článku, u kterého rozdíl fáze první harmonické složky vstupního a výstupního signálu je závislý na frekvenci této harmonické složky. Výstup fázovacího článku je propojen se vstupem tvarovacích obvodů, jejichž výstup je propojen na první vstup fázového diferenčního členu, jehož výstup je spojen s prvním vstupem sčítacího filtračního členu. Druhý vstup sčítacího filtračního členu je propojen se zdrojem stejnosměrného napětí pro nastavení základní úrovně výstupního sčitacího signálu.The purpose of the invention is to achieve greatly good dynamic properties of the device. Here is used so called "Doppler effect", when the first harmonic frequency deviation AC signal components at the output of the scale induktosynu from the power frequency the signal supplied by the rider is directly proportional instantaneous speed of movement. It is being implemented Do this by outputting the signal shaper from the scale Inductosyn is connected to the other phase difference member input and second to the input of a phasing cell with a difference phase of the first input harmonic component and the output signal is frequency dependent of this harmonic component. Phasing output the cell is connected to the input of the forming circuits whose output is linked to the first the input of a phase difference member whose the output is connected to the first addition count filter member. Second input addition the filter element is connected to the source DC voltage setting the base output signal output level.

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro získání Informace o rychlosti pohybu použitím induktosynu.The invention relates to a circuit for obtaining motion speed information using inductosyne.

Induktosyn je v odměřovacích zařízeních používán především jako prvek pro odměřování polohy. Často se používá fázový způsob vyhodnocení polohy, který se vyznačuje tím, že obě vinutí jezdce jsou napájena střídavými signály o konstantní frekvenci fázově vzájemně posunutými o 90°. Fázový posun první harmonické složky signálu získaného na výstupu měřítka, vůči první harmonické složce napájecího signálu, vyjadřuje relativní rozdíl polohy jezdce vzhledem k poloze měřítka.Inductosynth is mainly used in measuring devices as a position measuring element. Frequently, a phase position evaluation method is used, characterized in that both rider windings are supplied with alternating constant frequency signals phase shifted by 90 ° relative to one another. The phase shift of the first harmonic component of the signal output at the scale output, relative to the first harmonic component of the power signal, expresses the relative difference of the slider position relative to the scale position.

Pro účely regulační techniky je mnohdy užitečné mít k dispozici také informaci o rychlosti pohybu. Zpravidla se k tomuto účelu používá tachodynamo, ale v mnohých aplikacích, zejména při řízení lineárních pohybů, je použití tachodynama velmi obtížné. Z tohoto důvodu je výhodné získat informaci o rychlosti pohybu ze zařízení pro odměřování polohy.For the purposes of control technology, it is often useful to have information about the speed of movement. As a rule, tachodynamo is used for this purpose, but in many applications, especially in controlling linear movements, the use of tachodynamo is very difficult. For this reason, it is advantageous to obtain information about the speed of movement from the position measuring device.

Pro získání informace o rychlosti pohybu z polohového odměřovacího zařízení je známa řada zapojení. Společným nedostatkem těchto zapojení věak je, že většinou jsou založena na principu fázového zévěsu, a proto mají omezené dynamické vlastnosti. Proto lze těchto zapojení použít pouze pro statické nebo kvazistatické regulace, nikoli věak pro rychlé a dynamicky náročné regulační systémy.A number of connections are known to obtain motion speed information from a position metering device. The common drawback of these wiring arrangements is that they are mostly based on the phase lock principle and therefore have limited dynamic properties. Therefore, these connections can only be used for static or quasi-static control, not for fast and dynamically demanding control systems.

Mnohé z těchto nevýhod odstraňuje zapojení podle vynálezu. Využívá se tu skutečnosti, že odchylka frekvence první harmonické složky střídavého signálu na výstupu měřítka induktosynu od frekvence napájecího signélu přiváděného do jezdce je přímo úměrné okamžité rychlosti pohybu. Tento jev je znám jako Dopplerův efekt.Many of these disadvantages are overcome by the circuitry of the invention. It is exploited here that the deviation of the frequency of the first harmonic component of the AC signal at the output of the inductosyne scale from the frequency of the feed signal supplied to the rider is directly proportional to the instantaneous speed of movement. This phenomenon is known as the Doppler effect.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup tvarovače signélu z měřítka induktosynu je propojen jednak na druhý vstup fázového diferenčního členu a jednak na vstup fázovacího článku, u kterého rozdíl fáze první harmonické složky vstupního a výstupního signálu je závislý na frekvenci této harmonické složky. Výstup fázovacího článku je propojen se vstupem tvarovacich obvodů, jejichž výstup je propojen na první vstup fázového diferenčního členu, jehož výstup je spojen s prvním vstupem sčítacího filtračního členu. Druhý vstup sčítacího filtračního členu je propojen se zdrojem stejnosměrného napětí pro nastavení základní úrovně výstupního sčítacího signálu.The principle of the invention is that the output of the signal shaper from the inductosyne scale is connected both to the second input of the phase difference element and to the input of the phasing element, in which the phase difference of the first harmonic component of the input and output signals is dependent on the frequency of this harmonic. The output of the phasing cell is coupled to the input of the forming circuits, the output of which is coupled to the first input of the phase difference element, the output of which is coupled to the first input of the summation filter element. The second input of the summation filter element is coupled to a DC voltage source to adjust the base level of the output summation signal.

Výhodou zapojení obvodu podle vynálezu jsou velmi dobré dynamické vlastnosti zařízení. Zapojení umožňuje použit signál relativní rychlosti jezdce a měřítka induktosynu získaný uvedeným způsobem také pro úpravu dynamických vlastností rychlejších členů regulačních obvodů, např. hydraulických válců nebo jiných akčních členů rychlostních a polohových servome chanismů.An advantage of the circuit according to the invention is the very good dynamic properties of the device. The circuitry makes it possible to use the relative rider velocity and inductosyne scaling signals obtained in this manner also to adjust the dynamic properties of the faster control circuit members, e.g., hydraulic cylinders or other actuators of the velocity and positional servomechanisms.

Příklad zapojení obvodu pro získáváni informace o rychlosti pohybu je znázorněn na přiloženém obrázku.An example of a circuit for acquiring speed information is shown in the attached figure.

Jezdec g induktosynu je spojen s napájecími obvody £0, zatímco měřítko 6 induktosynu je propojeno přes zesilovač £ s filtrem 8 v sérii s tvarovačem g signálu. Výstup tvarovače g signálu z měřítka 6 induktosynu je propojen jednak na druhý vstup fázového diferenčního členu g a jednak na vstup fázovacího článku £, u kterého rozdíl fáze první harmonické šložky vstupního a výstupního signálu je závislý na frekvenci této harmonické složky. Výstup fázovéciho článku £ je propojen se vstupem tvarovacich obvodů 2, jejichž výstup je propojen s prvním vstupem fázového diferenčního členu g. Výstup fázového diferenčního členu g je propojen s prvním vstupem sčítacího filtračního členu 4, jehož druhý vstup je propojen se zdrojem stejnosměrného napětí pro nastavení základní úrovně výstupního sčítacího signélu.The inductosyne slider g is coupled to the supply circuits 60, while the inductosynth scale 6 is coupled via an amplifier 8 to a filter 8 in series with the signal former g. The output of the signal transformer g from the inductosynth scale 6 is coupled to the second input of the phase difference element g and to the input of the phasing element 6, in which the phase difference of the first harmonic component of the input and output signals depends on the frequency of this harmonic. The output of the phasing cell 6 is coupled to the input of the forming circuits 2, the output of which is coupled to the first input of the phase differential member g. basic levels of the output addition signal.

Jezdec 3 induktosynu je napájen z napájecích obvodů JO. Signál z výstupu měřítka 6 induktosynu je zesílen v zesilovači J, první harmonická složka tohoto střídavého signálu je vyfiltrována ve filtru 8 a signál je dále tvarován v tvarovači 2· Výstupní signál z tvarovače 2, který je nositelem informace o poloze jezdce 3 vzhledem k poloze měřítka 6 induktosynu, je přiveden jednak na vstup fázovacího článku J, jednak na druhý vstup fázového diferenčního členu J. Fázovací článek J je realizován dielektronickým filtračním členem se zpožSujícím přenosem druhého řádu, přičemž vlastní frekvence tohoto filtračního členu druhého řádu je shodná s napájecí frekvencí odměřovacího zařízeni, tj. s frekvencí napájecího signálu jezdce 3 induktosynu.The inductosyne slider 3 is powered from the power supply circuits JO. The signal from the scale output 6 of the inductosyne is amplified in the amplifier J, the first harmonic component of this AC signal is filtered in the filter 8 and the signal is further shaped in the shaper 2 · The output signal from the shaper 2 6 of the inductosyne, it is connected to the input of the phasing element J and to the second input of the phase differential element J. , i.e., with the frequency of the power signal of the slider 3 of the inductosyne.

Jestliže se jezdec 3 ^a měřítko 6 vzájemně nepohybují, je na výstupu fázovacího článku J střídavý signál, jehož první harmonická složka je vzhledem k prvni harmonické složce vstupního signálu fázovacího článku J posunuta o úhel 90°. Výstupní signál fázovacího článku J je po vytvarování v tvarovacích obvodech 2 přiveden na první vstup fázového diferenčního členu J. Fázový diferenční člen J vyhodnocuje rozdíl fází první harmonické složky vstupního a výstupního signálu fázovacího článku J. Při relativním pohybu jezdce a měřítka 6 je frekvence první harmonické složky střídavého signálu na výstupu měřítka induktosynu a tím i na výstupu tvarovaée 2 odlišná od frekvence signálu při nulovém relativním pohybu, přičemž tato odchylka frekvence je přímo úměrná relativní rychlosti jezdce a měřítka 6,If the slider 3 ^{and the} scale 6 do not move relative to each other, an alternating signal is output at the output of the phasing element J, the first harmonic of which is offset by 90 ° relative to the first harmonic component of the input signal of the phasing element J. The output signal of the phasing element J, after being formed in the forming circuits 2, is applied to the first input of the phase differential element J. the components of the AC signal at the output of the inductosyne scale and thus at the output of the mold 2 are different from the signal frequency at zero relative motion, this frequency deviation being proportional to the relative speed of the rider and the scale 6,

Následkem této odchylky frekvence střídavého signálu na výstupu tvarovaée 2 nastává mezi první harmonickou složkou střídavého signálu na vstupu fázovacího článku J a první harmonickou složkou na výstupu fázovacího článku J fázový posun o jiný fázový úhel než 90°. Skutečná hodnota tohoto fázového posunu je vyhodnocena jako šířka šířkově modulovaného signálu na výstupu fázovacího diferenčního členu J.As a result of this variation in the frequency of the AC signal at the output of the molder 2, a phase shift by a phase angle other than 90 ° occurs between the first harmonic component of the AC signal at the input of the phasing cell J and the first harmonic component at the output of the phasing cell. The actual value of this phase shift is evaluated as the width of the width modulated signal at the output of the phase differentiation element J.

Šířkově modulovaný signál z výstupu fázového diferenčního členu J je přiveden na prvni vstup sčítacího filtračního členu £, Na jeho druhý vstup je přivedeno stejnosměrné napětí. U_Q pro nastavení požadované stejnosměrné úrovně signálu na výstupu sčítacího filtračního členu £ přiřazení nulové relativní rychlosti jezdce a měřítka 6 induktosynu.The width-modulated signal from the output of the phase difference element J is applied to the first input of the summation filter element 6, and a DC voltage is applied to its second input. At _Q, to set the desired DC signal level at the output of the summation filter member 6, the assignment of zero relative velocity to the slider and the inductosynth scale 6.

Při relativním pohybu měřítka 6 a jezdce 3 induktosynu v jednom nebo ve druhém směru, zařízení vyobrazené na obr. poskytuje na výstupu sčítacího filtračního členu £ stejnosměrné napětí. Absolutní hodnota tohoto napětí je úměrná rychlosti pohybu, polarita napětí závisí na směru pohybu.With the relative movement of the scale 6 and the inductosyne slider 3 in one or the other direction, the device shown in FIG. Provides a DC voltage at the output of the summation filter member. The absolute value of this voltage is proportional to the speed of movement, the polarity of the voltage depends on the direction of movement.

Claims

Connection of a circuit for acquiring speed information using an inductosyne, a phasing cell with a phase difference of the first harmonic component of an input and output signal dependent on the function of the harmonic component, characterized in that the output of the signal shaper (9) from the inductosynth scale (6) the input of the phase differential member (3) and the input of the phasing cell (1), the output of the phasing cell ¢ 1) is connected to the input of the forming circuits (2) whose output is connected to the first input of the phase differential member (3) The differential input (3) is coupled to the first input of the summation filter element (4), the second input of which is coupled to a DC voltage source to adjust the baseline level of the output summation signal.