PL117174B1 - Method for processing of output signal from induction converter to position measurementgo preobrazovatelja dlja izmerenija polozhenija - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarza¬ nia sygnalu wyjsciowego, w szczególnosci sinusoi¬ dalnego, z przetwornika indukcyjnego do pomiaru polozenia liniowego lub katowego na sygnal cyfro¬ wy o czestotliwosci zaleznej od amplitudy wymie¬ nionego sygnalu wyjsciowego pojawiajacy sie w pierwszym kanale gdy sygnal wyjsciowy jest w fazie z sygnalem odniesienia albo w drugim kanale, gdy sygnal wyjsciowy jest odwrócony w fazie wzgledem sygnalu odniesienia.

W dotychczas znanych urzadzeniach do pomiaru polozenia lub kata z przetwornikiem indukcyjnym typu selsyna przelicznikowego lub induktosyna, w których uzwojenia przetwornika indukcyjnego zasilanie sie z przetworników funkcyjnych napie¬ ciami przemiennymi o takich amplitudach, by amplituda sygnalu wyjsciowego z przetwornika in¬ dukcyjnego przyjmowala w kazdym polozeniu war¬ tosc minimalna, wykorzystywano sposoby przetwa¬ rzanie sygnalu wyjsciowego na sygnal cyfrowy, które mozna podzielac na dwie zasadnicze grupy.

Grupa pierwsza nie uzaleznia w sposób jawny czestotliwosci sygnalu cyfrowego od amplitudy sygnalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego, natomiast posrednio uzaleznia ja poprzez wykorzy¬ stanie przetwornika funkcyjnego o zmiennej wadze elementarnego kroku. v Grupa druga wykorzystuje przetwarzanie ampli¬ tudy sygnalu wyjsciowego z przetwornika induk¬ cyjnego na sygnal cyfrowy o zmiennej czestotliwo- 10 15 20 25 3ff sci wprowadzajac damoduilacje sinusoidalnego syg¬ nalu wyjsciowego, stopien calkujacy i przetwornik napiecie/czestotliwosc.

Sposób charakterystyczny dla grupy pierwszej wymaga zastosowania przetwornika funkcyjnego o zmiennej wadze elementarnego kroku, co wyklu¬ cza niektóre rozpowszechnione rozwiazania tech¬ niczne przetworników funkcyjnych. Ponadto w sta¬ nie nieustalonym polozenia informacja cyfrowa o polozeniu uzyskiwana z tak przetworzonego syg¬ nalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego^ jest dodatkowo obarczona bledem wymikajacyim ze zmiany sposobu kwaintyzacji polozenia, majacego swe zródlo w zmiennej wadze elementarnego kro¬ ku.

Sposób charakterystyczny dla grupy d!rugiej po¬ lega na przetwarzaniu sygnalu wyjsciowego z prze¬ twornika indukcyjnego kolejno w stopniach demo- dulacji, calkowania i przetwornika napiecie/czesto¬ tliwosc oraz wykorzystuje dyskrymimator amplitu¬ dy do kluczowania kanalu przetwarzania amplitudy na czestotliwosc sygnalów cyfrowych — jest to za¬ tem dosc zlozona struktura ukladowa. Ponadto, ze wzgledu na wystepujace calkowanie sygnalu zde- modulowanego, odpowiedz ukladu o tefeiej struk¬ turze na zmiane polozenia jest oscylacyjna, co jest niepiozaidane, a nawet niedopuszczalne w wielu zastosowaniach technicznych.

Celem wynalazku jest podanie sposobu przetwa¬ rzania sygnalu wyjsciowego z przetwornika induk- 117174117 174 cyjnego, w szczególnosci sinusoidalnego sygnalu wyjsciowego, na sygnal cyfrowy o czestotliwosci zaleznej od amplitudy wyrnienionego sygnalu, usu¬ wajacego wiekszosc wad opisanych wyzej sposo¬ bów. 5 Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie spo¬ sobu przetwarzania sygnalu wyjsciowego z prze¬ twornika indukcyjnego do pomiaru przesuniec li¬ niowych lub katowych, w szczególnosci sinusoidal¬ nego sygnalu wyjsciowego, na sygnal cyfrowy 10 o czestotliwosci zaleznej od amplitudy wymienio¬ nego sygnalu wyjsciowego pojawiajacy sie w pierwszym kanale, gdy sygnal wyjsciowy jest w fazie z sygnalem odniesienia, albo w drugim ka¬ nale, gdy sygnal wyjsciowy jest odwrócony w fazie 15 wzgledom *ygnalu ^odniesienia, charakteryzujacego sie tyim, ze*wj^óenopaje sa co najmniej dwa pozio¬ my dyskryminacji arjiplitudy sygnalu wyjsciowego i dla amplitudy sygnalu wyjsciowego mniejszej od pierwszego p^orWu! dyskryminacji wymieniony 20 sygmtlcyfrowy-jaie pojawia sie w zadnym z dwóch kanalów wyjsciowych.

Dla amplitudy sygnalu wyjsciowego wiekszej od pierwszego poziomu dyskryminacji a mniejszej od dfcugiego poziomu dyskryminacji, w odpowiednikn ^ kanale wyjsciowym pojawia sie sygnal cyfrowy o czestotliwosci f1} a dla amplitudy sygnalu wyjs¬ ciowego wiekszej od drugiego pociomu dyskrymi¬ nacji w odpowiednim kanale wyjsciowym pojawia sie sygnal cyfrowy ó zmiennej czestotliwosci f2. 30 Czestotliwosc f2 jest wieksza od czestaUdwosci fx i rosnie wraz ze wzrostem amplitudy sygnalu wyjs¬ ciowego powyzej drugiego poziomu dyskryminacji.

W szczególnosci ponizej drugiego poziomu dyskry¬ minacji amplituda sygnalu wyjsciowego jest prób- 35 kowana w ustalonym przedziale czasu duzo mniej¬ szymi od okresu sygnalu wyjsciowego, zas powyzej drugiegp poziomu dyskryminacji próbkowanie na¬ stepuje pirzez wieksza czesc lub caly okres sygnalu wyjsciowego. 40 Zaleta podanego sposobu w porównaniu z opisy¬ wana poprzednio pierwsza grupa sposobów prze¬ twarzania sygnalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego polega na tym, ze unika sie dodaitko- wych bledów wynikajacych ze zamiany sposobu 45 kwantyzacji polozenia, ponadto sposób wedlug ni¬ niejszego wynalazku moze byc wykorzystany w urzadzeniach z przetwornikami funkcyjnymi o sta¬ lej wadze elementarnego kroku dzialajacymi przy¬ rostowo, a wiec najprostszymi do realizacji tech- 50 nicznej.

W porównaniu z opisana wyzej druga grupa spo¬ sobów przetwarzania, sposób wedlug wynalazku jesi prostszy strukturalnie, a wiec jego realizacja techniczna moze byc tansza. Wyeliminowanie ukla- B5 du calkujacego z toru przetwarzania sygnalu daje ponadto rnozloiwosc uzyskania odpowiedzi na zmia¬ ne polozenia bez przeregulowan. W polaczeniu z cecha próbkowania amplitudy przetwarzanego syg¬ nalu w przedzialach czasu ciuzo mniejszych od M okresu tego sygnalu daje to wysoka odpornosc na zaklócenia przy duzej szybkosci dzialania urzadze¬ nia do pomiaru polozenia Uniojwego lub kalowego z przetwornikiem indukcyjnyirri. Stanowi to zalete w porównaniu z kazdym z Opisywanych wyze) zna- w nych sposobów przetwarzania sygnalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego.

¦Na rysunku przedstawiono schemat blokowy przykladowego urzadzenia, w którym wykorzysta¬ no sposób przetwarzania sygnalu z selsyna prze- liczndkowego Lub induktosyna wedlug opisywanego wynalazku. Urzadzenie moze sluzyc do przetwarza¬ nia sygnalu wyjsciowego z induktosyna i sklada sie ze wzmacniacza sinusoidalnego sygnalu wyjscio¬ wego z induktosyna 1 sterujacego uklad badania zgo-cnosci faz - 2, pierwszy dyskryiminator amplitu¬ dy 3 oraz drugii dyskrymiinator amplitudy 4.

Uklad badania zgodnosci faz 2 porównuje faze wzmocnionego sygnalu z induktosyna z faza syg¬ nalu odniesienia i steruje cyfrowy uklad przela¬ czajacy 5 sygnalem z pierwszego wyjscia 6 gidy badane sygnaly maja fazy zgodne luib sygnalem z drugiego wyjscia 7, gdy badane sygnaly maja fazy przeciwne.

Pierwszy dyskTyminator amplitudy 3 sygnalizuje przekroczenie przez sygmal z mdukttosyna pierw¬ szego poziomu dyskryminacji i steruje cyfrowy uklad przelaczajacy 5 sygnalem 8 w taki sposób, ze na odpowiednim wyjsciu ukladu 5 pojawia sie sygnal 9 z generatora impulsów próbkujacych 10 o czestotliwosci fr Gdy sygnal wyjsciowy z mduk- tosyna jest w fazie z sygnalem odniesienia, wy¬ sterowane jest wyjscie 11 cyfrowego ukladu prze¬ laczajacego 5, a gdy wymienione sygnaly sa v od¬ wrócone w fazie, sygnal o czestotliwosci fj pojawia sie na wyjsciu 12.

Drugi dyskryminator amplitudy 4 sygnalizuje przekroczenie przez sygnal wyjsciowy z indukto¬ syna drugiego poziomu dyskryminacji i steruje cyfrowy uklad przelaczajacy 5 sygnalem 13 w taki sposób, ze na jednym z wyjsc ukladu 5 pojawia sie sygmal 14 z generatora impulsów 15 o czestotli¬ wosci f2. Wyjscie 11 wysterowane jest przy zgod¬ nosci faz sygnalizowanej przez uklad badania zgod¬ nosci faz 2, a wyjscie 12 wysterowane jest wtedy, gdy fazy sygnalów badanych w ukladzie 2 sa prze¬ ciwne. Dodatkowo drugi dyskryminator amplitu¬ dy 4 steruje generator impulsów 15 o czestotliwo¬ sci f2 w taki sposób, ze czestotliwosc f2 rosnie wraz ze wzrositem amplitudy sygnalu z indukto¬ syna powyzej drugiego poziomu dyskryminacji, przy czym czestotliwosc f2 jest duzo wieksza od czestotliwosci fr Zaistrzezenie patentowe (Sposób przetwarzania sygnalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego do pomiaru przesuniec liniowych lub katowych, w szczególnosci sygnalu wyjsciowego sinusoidalnego, na sygnal cyfrowy o czestotliwosci zaleznej od amplitudy wymienio¬ nego sygnalu wyjsciowego pojawiajacy sie w pierwszym kanade gdy sygnal wyjsciowy jest w fa¬ zie z sygnalem odniesienia, albo w drugim kanale gdy sygnal wyjsciowy jest odwrócony w fazie wzgledem sygnalu odniesienia, znamienny tym, ze wyróznione sa co najjirnmej dwa poziomy dyskry¬ minacji amplitudy sygmalu wyjsciowego i dla amplitudy sygnalu wyjsciowego mniejszej od pierwszego poziomu dyskryminacji wymieniony117 174 sygnal cyfrowy nie pojawia sie w zaidinyim z dwóch kanalów wyjsciowych, dla amplitudy sygnalu wyjs¬ ciowego wiekszej od pierwszego poziomu dyskry¬ minacji, a mniejszej od drugiego poziomu dyskry¬ minacji, w odpowiednim kanale wyjsciowym po. 5 jaw,ia sie sygnal cyfrowy o czestotliwosci iv a dla amplitudy sygnalu wyjsciowego wietazej od dru¬ giego poziomu dyskryminacji w odpowiednim ka¬ nale wyjsciowym pojawia sie sygnal cyfrowy o zmiennej czestotliwosci f2, której wartosc jest 10 6 wieksza od czeis/toitliwosci fx i rosnie wraz ze wzro¬ stem amplitudy sygnalu wyjsciowego powyzej dru¬ giego poziomu dyskryminacji, a w szczególnosci ponizej drugiego poziomu dyskryminacji amplitudy sygnalu wyjsciowego jest próbkowana w ustalo¬ nym przedziale czasu duizo mniejiszym od okresu sygnalu wyjsciowego, zas powyzej drugiego pozio¬ mu dyskryminacji próbkowanie nastepuje przez czesc luib caly okres sygnalu wyjsciowego. r>^- ^ x u^ •—*- \—*. z 3 4 ~T 45 40 6 r~ t \L 8 —r— i—»» \ A4 \ r r 5 i \ lO \ U i i \ \fl , 44 z-* P 42 /~*

Claims (1)

1. Zaistrzezenie patentowe (Sposób przetwarzania sygnalu wyjsciowego z przetwornika indukcyjnego do pomiaru przesuniec liniowych lub katowych, w szczególnosci sygnalu wyjsciowego sinusoidalnego, na sygnal cyfrowy o czestotliwosci zaleznej od amplitudy wymienio¬ nego sygnalu wyjsciowego pojawiajacy sie w pierwszym kanade gdy sygnal wyjsciowy jest w fa¬ zie z sygnalem odniesienia, albo w drugim kanale gdy sygnal wyjsciowy jest odwrócony w fazie wzgledem sygnalu odniesienia, znamienny tym, ze wyróznione sa co najjirnmej dwa poziomy dyskry¬ minacji amplitudy sygmalu wyjsciowego i dla amplitudy sygnalu wyjsciowego mniejszej od pierwszego poziomu dyskryminacji wymieniony117 174 sygnal cyfrowy nie pojawia sie w zaidinyim z dwóch kanalów wyjsciowych, dla amplitudy sygnalu wyjs¬ ciowego wiekszej od pierwszego poziomu dyskry¬ minacji, a mniejszej od drugiego poziomu dyskry¬ minacji, w odpowiednim kanale wyjsciowym po. 5 jaw,ia sie sygnal cyfrowy o czestotliwosci iv a dla amplitudy sygnalu wyjsciowego wietazej od dru¬ giego poziomu dyskryminacji w odpowiednim ka¬ nale wyjsciowym pojawia sie sygnal cyfrowy o zmiennej czestotliwosci f2, której wartosc jest 10 6 wieksza od czeis/toitliwosci fx i rosnie wraz ze wzro¬ stem amplitudy sygnalu wyjsciowego powyzej dru¬ giego poziomu dyskryminacji, a w szczególnosci ponizej drugiego poziomu dyskryminacji amplitudy sygnalu wyjsciowego jest próbkowana w ustalo¬ nym przedziale czasu duizo mniejiszym od okresu sygnalu wyjsciowego, zas powyzej drugiego pozio¬ mu dyskryminacji próbkowanie nastepuje przez czesc luib caly okres sygnalu wyjsciowego. r>^- ^ x u^ •—*- \—*. z 3 4 ~T 45 40 6 r~ t \L 8 —r— i—»» \ A4 \ r r 5 i \ lO \ U i i \ \fl , 44 z-* P 42 /~*