RU195981U1 - DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL - Google Patents

DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL Download PDF

Info

Publication number
RU195981U1
RU195981U1 RU2019127323U RU2019127323U RU195981U1 RU 195981 U1 RU195981 U1 RU 195981U1 RU 2019127323 U RU2019127323 U RU 2019127323U RU 2019127323 U RU2019127323 U RU 2019127323U RU 195981 U1 RU195981 U1 RU 195981U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
cpu
switch
control
Prior art date
Application number
RU2019127323U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич Крутицкий
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон"
Priority to RU2019127323U priority Critical patent/RU195981U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU195981U1 publication Critical patent/RU195981U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в угломерных системах, использующих в качестве датчиков входной угловой величины вращающиеся трансформаторы, а в качестве кодирующих элементов цифровые преобразователи угла. Задачей полезной модели является повышение надежности угломерных систем за счет введения элементов контроля, позволяющих проводить текущий или тестовый контроль, независимо от углового положения вала. Для решения поставленной задачи в устройство ЦПУ с самоконтролем, содержащее контролируемый ЦПУ, преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы, поступающие от ВТ, выполненное с возможностью передачи выходного сигнала ЦПУ на вход электронно-вычислительной машины (ЭВМ), обмотка возбуждения ВТ подключена к выходу напряжения возбуждения ЦПУ, а в устройство дополнительно введены первый и второй переключатели, работающие синхронно, управляющие входы которых соединены вместе и выполнены с возможностью подключения к управляющему выходу ЭВМ, а также первый и второй буферные усилители, при этом первый вход первого переключателя соединен со вторым входом второго переключателя и с первым выводом синусной обмотки ВТ, второй вход первого переключателя соединен с первым входом второго переключателя и с первым выводом косинусной обмотки ВТ, выход первого переключателя подключен к входу первого буферного усилителя, синусный выход которого подключен к синусному входу ЦПУ, выход второго переключателя подключен к входу второго буферного усилителя, косинусный выход которого подключен к косинусному входу ЦПУ, а вторые выводы обмоток подключены к нулю напряжения возбуждения. 1 ил.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in goniometric systems that use rotating transformers as sensors of the input angular quantity, and digital angle converters as coding elements. The objective of the utility model is to increase the reliability of goniometric systems by introducing control elements that allow current or test control, regardless of the angular position of the shaft. To solve this problem, a self-monitoring CPU with a controlled CPU that converts the output sine-cosine signals from the VT, configured to transmit the CPU output to the input of a computer, the excitation winding of the VT is connected to the output of the excitation voltage The CPU, and the device is additionally introduced the first and second switches operating synchronously, the control inputs of which are connected together and are configured to connect to the control output A computer, as well as the first and second buffer amplifiers, while the first input of the first switch is connected to the second input of the second switch and to the first output of the VT sine winding, the second input of the first switch is connected to the first input of the second switch and to the first output of the VT cosine, the output of the first the switch is connected to the input of the first buffer amplifier, the sine output of which is connected to the sine input of the CPU, the output of the second switch is connected to the input of the second buffer amplifier, the cosine output of which is is connected to the cosine input of the CPU, and the second outputs of the windings are connected to zero the excitation voltage. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в угломерных системах, использующих в качестве датчиков входной угловой величины, вращающийся трансформатор (ВТ), а в качестве кодирующего элемента - преобразователь «угол - код», преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы вида Usinθ sinωt и Ucosθ sinωt, поступающие от ВТ, в цифровой код пропорциональный углу поворота вала ВТ (далее по тексту ЦПУ - цифровой преобразователь угла).The proposed utility model relates to the field of measurement technology and can be used in goniometric systems that use a rotary transformer (VT) as sensors of the input angular quantity, and an angle-to-code converter that converts output sine-cosine signals of the form Usinθ sinωt and Ucosθ sinωt, coming from the VT, into a digital code proportional to the angle of rotation of the VT shaft (hereinafter referred to as the CPU - digital angle converter).

Известно устройство контроля ЦПУ содержащее ВТ, закрепленный на прецизионном угломерном устройстве, как правило, на оптической делительной головке (ОДГ) [1, стр. 267]. Такая схема очень громоздка, дорога и не может быть использована для автоматического контроля ЦПУ в составе прибора и при серийном заводском производстве. Кроме того, в этой схеме, как ВТ, так и ОДГ являются средствами измерения, подлежащими метрологической поверке и аттестации.A known control device for a CPU containing VT mounted on a precision goniometer device, usually on an optical dividing head (ODG) [1, p. 267]. Such a scheme is very cumbersome, expensive and cannot be used for automatic control of the CPU in the device and in serial factory production. In addition, in this scheme, both VT and ODG are measuring instruments subject to metrological verification and certification.

Известно устройство автоматического контроля ЦПУ, содержащее прецизионный эталонный формирователь синусно-косинусных напряжений, на цифровые входы которого от электронно-вычислительной машины (ЭВМ) задаются коды, пропорциональные значениям sinα и cosα, где α - угол поворота вала, а на аналоговый вход от проверяемого ЦПУ поступает напряжение возбуждения Usinωt, где ω - угловая частота, a t - время [2, стр. 380]. Эти величины перемножаются в прецизионных множительных цифро-аналоговых преобразователях, в результате чего выходные напряжения эталонного формирователя становятся пропорциональными напряжениям выходных обмоток вращающегося трансформатора, вал которого повернут на угол α (Usinα sinωt и Ucosα sinωt). В этой схеме эталонный формирователь является средством измерения, для метрологической аттестации которого требуется прецизионное дорогостоящее измерительное оборудование (прецизионный вольтметр переменного тока, фазометр, измеритель коэффициента нелинейных искажений). Кроме того, и к самому эталонному формирователю предъявлены высокие метрологические требования, так как, например, погрешность различия масштабов каналов Usinα и Ucosα либо напрямую представлена в результате преобразования (для дифференциального фазового метода), либо ослабляется в 2 раза (для прямого фазового метода). Фазовый сдвиг несущей, возникающий в эталонном преобразователе, а также его временная и температурная стабильность также входят в результат преобразования (напрямую в прямом фазовом методе и как

Figure 00000001
sin4α в дифференциальном методе, где δ - фазовая ошибка. К характеристикам, существенно влияющим на результат контроля, относятся и такие характеристики как напряжение смещения выходных усилителей эталонного формирователя, нелинейные искажения, пульсации и помехи от источников питания и другие характеристики.A device for automatic control of a CPU is known, which contains a precision reference shaper of sine-cosine voltages, the digital inputs of which are assigned from the electronic computer (computer) codes proportional to the values of sinα and cosα, where α is the angle of rotation of the shaft, and the analog input from the tested CPU the excitation voltage Usinωt arrives, where ω is the angular frequency and at is time [2, p. 380]. These values are multiplied in precision multiplying digital-to-analog converters, as a result of which the output voltages of the reference driver become proportional to the voltages of the output windings of the rotating transformer, whose shaft is rotated through an angle α (Usinα sinωt and Ucosα sinωt). In this scheme, the reference driver is a measuring instrument, for the metrological certification of which precise and expensive measuring equipment is required (precision AC voltmeter, phase meter, non-linear distortion coefficient meter). In addition, high metrological requirements are imposed on the reference shaper itself, since, for example, the error in the difference in the scale of the Usinα and Ucosα channels is either directly presented as a result of the conversion (for the differential phase method) or attenuates 2 times (for the direct phase method). The carrier phase shift occurring in the reference transducer, as well as its temporal and temperature stability, are also included in the conversion result (directly in the direct phase method and how
Figure 00000001
sin4α in the differential method, where δ is the phase error. The characteristics that significantly affect the control result include such characteristics as the bias voltage of the output amplifiers of the reference driver, nonlinear distortion, ripple and interference from power sources and other characteristics.

Известно устройство контроля ЦПУ [3], содержащее первый, второй, третий и четвертый ключи и выполненное с возможностью передачи на ЭВМ сигналов от проверяемого ЦПУ и получения от ЭВМ сигналов управления ключами. В устройство дополнительно введен ВТ, первый, второй, третий и четвертый ключи выполнены двухполюсными, первые входы двухполюсных ключей соединены между собой и являются входами для подключения к выходу напряжения возбуждения проверяемого ЦПУ, вторые входы двухполюсных ключей соединены между собой и являются входами для подключения к нулю напряжения возбуждения проверяемого ЦПУ, выходы первого и второго ключей подключены соответственно к первому и второму выводам первой статорной обмотки ВТ, выходы третьего и четвертого ключей подключены соответственно к первому и второму выводам второй статорной обмотки ВТ, первый и второй выводы первой роторной обмотки ВТ являются выходами для подключения соответственно к синусному и инверсному синусному входам проверяемого ЦПУ, а первый и второй выводы второй роторной обмотка ВТ являются выходами для подключения соответственно к косинусному и инверсному косинусному входам проверяемого ЦПУ, при этом на управляющие входы ключей подаются сигналы, подключающие на статорные обмотки ВТ в определенных различных комбинациях напряжение возбуждения или нуль напряжения возбуждения и формирующие на роторных обмотках ВТ напряжения, соответствующие заданным углам, дополнительно сдвинутым на угол поворота вала.A control device for the CPU [3], containing the first, second, third and fourth keys and configured to transmit to the computer the signals from the tested CPU and receive from the computer the key management signals. VT is additionally introduced into the device, the first, second, third and fourth keys are made of two-pole, the first inputs of two-pole keys are interconnected and are inputs for connecting the excitation voltage of the tested CPU to the output, the second inputs of two-pole keys are interconnected and are inputs for connecting to zero the excitation voltage of the tested CPU, the outputs of the first and second keys are connected respectively to the first and second terminals of the first stator winding VT, the outputs of the third and fourth keys are connected respectively, to the first and second terminals of the second stator VT winding, the first and second outputs of the first rotor VT winding are outputs for connecting to the sine and inverse sine inputs of the tested CPU, respectively, and the first and second outputs of the second rotor VT winding are outputs for connecting to the cosine, respectively and the inverse cosine inputs of the tested CPU, while the control inputs of the keys are fed signals connecting to the stator windings of the VT in certain various combinations of voltage excitation or zero excitation voltage and forming voltage on the rotor windings of the VT corresponding to the given angles, further shifted by the angle of rotation of the shaft.

В известном устройстве [3] рассматривается контроль ЦПУ, имеющего дифференциальные входы, то есть в состав этого ЦПУ входят дифференциальные усилители, что является определенным ограничением использования схемы контроля ЦПУ, которые в настоящее время преимущественно выполнены с обычными усилителями на входе. Кроме этого в устройстве [3] коммутация сигналов на входных обмотках ВТ может привести к выбросам напряжения и повреждению ЦПУ.In the known device [3], control of a CPU having differential inputs is considered, that is, differential amplifiers are included in this CPU, which is a certain limitation of the use of CPU control circuits, which are currently mainly implemented with conventional input amplifiers. In addition, in the device [3], switching the signals at the input windings of the VT can lead to voltage surges and damage to the CPU.

Известно также устройство ЦПУ, раскрытое в описании полезной модели [4] и принятое за прототип.Also known is a CPU device disclosed in the description of the utility model [4] and adopted as a prototype.

Это устройство содержит ЦПУ, преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы, поступающие от ВТ (на чертеже ВТ не показан, но упомянут в описании полезной модели), и ЭВМ, вход которой является входом для подключения выходного сигнала ЦПУ. В полезной модели [4] имеется формирователь тестовых сигналов, который содержит первый, второй, третий и четвертый идентичные резисторы, первые выводы которых соединены между собой и связаны с входом формирователя тестовых сигналов, который является входом для подключения напряжения возбуждения от проверяемого ЦПУ, первый, второй, третий и четвертый однополюсные ключи, первые выводы которых соединены со вторыми выводами соответственно первого, второго, третьего и четвертого резисторов, соединенными соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами формирователя тестовых сигналов, которые являются выходами формирователя тестовых сигналов для подключения соответственно прямого синусного, инверсного синусного, прямого косинусного и инверсного косинусного входов проверяемого ЦПУ. Вторые выводы первого, второго, третьего и четвертого однополюсных ключей соединены с шиной нулевого потенциала (нулем напряжения возбуждения). Выходы ЭВМ подключены к управляющим входам однополюсных ключей, на которых ЭВМ формирует управляющие сигналы при формировании тестовых сигналов. При этом входы ЦПУ подключены к выходам формирователя тестовых сигналов либо через разъемы, либо через релейные элементы.This device contains a CPU that converts the output sine-cosine signals from the VT (BT is not shown in the drawing, but is mentioned in the description of the utility model), and a computer whose input is the input for connecting the output of the CPU. In the utility model [4], there is a test signal shaper that contains the first, second, third and fourth identical resistors, the first conclusions of which are interconnected and connected to the input of the test signal shaper, which is the input for connecting the excitation voltage from the tested CPU, the first one the second, third and fourth unipolar switches, the first terminals of which are connected to the second terminals of the first, second, third and fourth resistors, respectively, connected to the first, second, third and outputs them to the fourth test signal generator, which is the output of test signals for the direct connection respectively sine, inverse sine, cosine and inverse direct cosine inputs inspected CPU. The second conclusions of the first, second, third and fourth unipolar switches are connected to the bus of zero potential (zero voltage excitation). The computer outputs are connected to the control inputs of single-pole keys, on which the computer generates control signals when generating test signals. In this case, the CPU inputs are connected to the outputs of the test signal generator either through connectors or through relay elements.

В полезной модели [4] для имитации синусно-косинусных напряжений используется собственное напряжение возбуждения Usinωt и его ноль напряжения питания («0» питания).In the utility model [4], to simulate sine-cosine voltages, the own excitation voltage Usinωt and its zero supply voltage (“0” supply voltage) are used.

Недостатками известного устройства-прототипа являются недостаточная достоверность и неполнота контроля. Это обусловлено тем, что при контроле ЦПУ и при его штатной работе используются разные коммутирующие элементы, что еще снижает надежность и точность контроля угломерного тракта. При этом в устройстве-прототипе контролем не охвачены вращающийся трансформатор и линии связи, и фактически контролируется только часть угломерного тракта, а именно, сам ЦПУ, что снижает точность контроля угломерного тракта в целом. Кроме того, в устройстве-прототипе рассматривается контроль ЦПУ, имеющего дифференциальные входы, то есть в состав этого ЦПУ входят дифференциальные усилители, что является определенным ограничением использования схемы контроля ЦПУ.The disadvantages of the known prototype device are the lack of reliability and incompleteness of control. This is due to the fact that when monitoring the CPU and during its normal operation, different switching elements are used, which further reduces the reliability and accuracy of the control of the goniometric path. Moreover, in the prototype device, the control does not cover a rotating transformer and communication lines, and in fact only part of the goniometer path is controlled, namely, the CPU itself, which reduces the accuracy of the control of the goniometer path as a whole. In addition, in the prototype device, control of a CPU having differential inputs is considered, that is, differential amplifiers are included in the composition of this CPU, which is a certain limitation of the use of a control circuit of the CPU.

На практике контроль ЦПУ по большому количеству угловых точек необходим только на этапе лабораторных и конструкторских испытаний головных образцов преобразователей. При серийном производстве ЦПУ при контроле ЦПУ в составе угломерного тракта для оценки работоспособности и точности преобразования достаточен контроль по ограниченному количеству характерных точек, перекрывающих весь измеряемый диапазон (360°).In practice, the control of the CPU by a large number of corner points is necessary only at the stage of laboratory and design tests of the head samples of converters. In the serial production of the CPU under the control of the CPU as part of the goniometer path, a limited number of characteristic points covering the entire measured range (360 °) is sufficient to assess the operability and accuracy of the conversion.

Задачей, решаемой полезной моделью является расширение арсенала ЦПУ путем создания ЦПУ с самоконтролем, позволяющего проводить тестовый контроль всего угломерного тракта независимо от положения вала ВТ, используя одни и те же коммутирующие элементы при контроле и в рабочем режиме. Узлы и элементы, отвечающие за функции контроля, должны быть простыми и дешевыми, что должно позволять встраивать их в состав самого ЦПУ (в том числе и при интегральном исполнении последнего).The task to be solved by the utility model is to expand the CPU arsenal by creating a self-monitoring CPU that allows testing the entire goniometric path regardless of the position of the VT shaft using the same switching elements during monitoring and operation. The nodes and elements responsible for the control functions should be simple and cheap, which should allow them to be integrated into the CPU itself (including with the integral execution of the latter).

Для решения поставленной задачи в устройство ЦПУ с самоконтролем, содержащее контролируемый ЦПУ, преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы, поступающие от ВТ, и управляющую ЭВМ, на входы которой подключены цифровые выходы ЦПУ (Nвых обмотка возбуждения ВТ подключена к выходу напряжения возбуждения ЦПУ (Usinωt), а в устройство дополнительно введены, первый и второй переключатели, работающие синхронно, управляющие входы которых соединены вместе и подключены к управляющему выходу ЭВМ, и первый и второй буферные усилители, при этом первый вход первого переключателя соединен со вторым входом второго переключателя и с первым выводом синусной обмотки ВТ (Usinθ sinωt), второй вход первого переключателя соединен с первым входом второго переключателя и с первым выводом косинусной обмотки ВТ (Ucosθ sinωt), выход первого переключателя подключен к входу первого буферного усилителя, выход которого (синусный выход) подключен к синусному входу ЦПУ, выход второго переключателя подключен к входу второго буферного усилителя, выход которого (косинусный выход) подключен к косинусному входу ЦПУ, а вторые выводы обмоток (-Usinθ sinωt и -Ucosθ sinωt) подключены к нулю напряжения возбуждения. При любом неподвижном положении вала, когда переключатели находятся в первом положении, ЦПУ определяет величину равную арктангенсу угла положения входного вала (первый угол), а когда переключатели находятся во втором положении, ЦПУ определяет величину равную арккотангенсу того же угла (второй угол), ЭВМ суммирует определенные арктангенс и арккотангенс, вычитает из найденной суммы

Figure 00000002
(для суммы меньшей 360°) или
Figure 00000003
(для суммы большей 360°), определяет разность равную удвоенной погрешности преобразования угломерного тракта и сравнивает ее с заданным допуском, равным допустимой удвоенной погрешности преобразования и, в зависимости от результата сравнения, вырабатывает сигнал исправности или неисправности.To solve this problem, a self-monitoring CPU with a controlled CPU that converts the output sine-cosine signals from the VT and a control computer, the digital outputs of the CPU are connected to its inputs (the N output VT excitation winding is connected to the output of the CPU excitation voltage (Usinωt ), and the device is additionally introduced, the first and second switches operating synchronously, the control inputs of which are connected together and connected to the control output of the computer, and the first and second buffer amplifiers, while the first the first input of the first switch is connected to the second input of the second switch and to the first output of the VT sine winding (Usinθ sinωt), the second input of the first switch is connected to the first input of the second switch and to the first output of the VT cosine (Ucosθ sinωt), the output of the first switch is connected to the input the first buffer amplifier, the output of which (sinus output) is connected to the sine input of the CPU, the output of the second switch is connected to the input of the second buffer amplifier, whose output (cosine output) is connected to the cosine input of the CPU and the second terminals of the windings (-Usinθ sinωt and -Ucosθ sinωt) are connected to zero the excitation voltage. For any fixed shaft position, when the switches are in the first position, the CPU determines a value equal to the arc tangent of the input shaft position angle (first angle), and when the switches are in the second position, the CPU determines a value equal to the arc tangent of the same angle (second angle), the computer summarizes certain arc tangent and arc tangent, subtracts from the found amount
Figure 00000002
(for amounts less than 360 °) or
Figure 00000003
(for a sum greater than 360 °), determines the difference equal to twice the error of the conversion of the goniometric path and compares it with a given tolerance equal to the permissible double error of the conversion and, depending on the result of the comparison, generates a signal of serviceability or malfunction.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows:

1 - вращающийся трансформатор (ВТ);1 - rotating transformer (VT);

2 - первый переключатель;2 - the first switch;

3 - второй переключатель;3 - second switch;

4 - первый буферный усилитель (БУ1);4 - the first buffer amplifier (BU1);

5 - второй буферный усилитель (БУ1);5 - second buffer amplifier (BU1);

6 - цифровой преобразователь угла (ЦПУ);6 - digital angle converter (CPU);

7 - электронно-вычислительная машина (ЭВМ).7 - electronic computer (computer).

Предлагаемое устройство ЦПУ с самоконтролем содержит вращающийся трансформатор ВТ 1, обмотка возбуждения которого подключена к выходу напряжения возбуждения ЦПУ 6, синусная обмотка ВТ 1 одним выводом подключена к первому входу первого переключателя 2 и ко второму входу второго переключателя 3, а косинусная обмотка ВТ 1 одним выводом подключена к первому входу второго переключателя 3 и ко второму входу первого переключателя 2, при этом вторые выводы синусной и косинусной обмоток подключены к нулю напряжения возбуждения. Выход первого переключателя 2 подключен к входу первого буферного усилителя 4, выход которого (синусный выход) подключен к синусному входу ЦПУ 6, выход второго переключателя 3 подключен к входу второго буферного усилителя 5, выход которого (косинусный выход) подключен к косинусному входу ЦПУ 6. Устройство также содержит ЭВМ 7, управляющий выход которой подключен к соединенным вместе управляющим входам первого и второго переключателей 2 и 3. Цифровые выходы ЦПУ 6 подключены к входам ЭВМ 7 для подключения выходного сигнала ЦПУ 6.The proposed device CPU with self-control contains a rotary transformer VT 1, the field winding of which is connected to the output of the excitation voltage of the CPU 6, the sine winding of VT 1 is connected to the first input of the first switch 2 and to the second input of the second switch 3, and the cosine winding of BT 1 is one output connected to the first input of the second switch 3 and to the second input of the first switch 2, while the second conclusions of the sine and cosine windings are connected to zero the excitation voltage. The output of the first switch 2 is connected to the input of the first buffer amplifier 4, the output of which (sine output) is connected to the sine input of the CPU 6, the output of the second switch 3 is connected to the input of the second buffer amplifier 5, the output of which (cosine output) is connected to the cosine input of the CPU 6. The device also contains a computer 7, the control output of which is connected to the control inputs of the first and second switches 2 and 3 connected together. The digital outputs of the CPU 6 are connected to the inputs of the computer 7 to connect the output signal of the CPU 6.

Буферные усилители 4 и 5 выполнены по известным схемам и должны обеспечить входное сопротивление более нескольких мегаом и выходное сопротивление, на 2-3 порядка меньше входного сопротивления синусного и косинусного входов ЦПУ 6.Buffer amplifiers 4 and 5 are made according to well-known schemes and should provide an input impedance of more than a few megaohms and an output impedance 2-3 orders of magnitude less than the input impedance of the sine and cosine inputs of the CPU 6.

Предлагаемое устройство представляет собой конструктивно и функционально законченное устройство.The proposed device is a structurally and functionally complete device.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При проведении контроля ЦПУ 6, когда первый 2 и второй 3 переключатели находятся в положении 1 (конфигурация устройства соответствует традиционному угломерному тракту), напряжение с синусной обмотки ВТ 1 (Usinθ sinωt) через первый переключатель 2 и первый буферный усилитель 4 поступает на синусный вход ЦПУ 6 (Usinθ), а напряжение с косинусной обмотки ВТ 1 (Ucosθ sinωt) через второй переключатель 3 и второй буферный усилитель 5 поступает на косинусный вход ЦПУ 6 (Ucosθ). При неподвижном вале ВТ 1 цифровым преобразователем угла 6 производится измерение текущего углового положения вала θ1, фиксируемое ЭВМ 7:When monitoring the CPU 6, when the first 2 and second 3 switches are in position 1 (the device configuration corresponds to the traditional goniometer path), the voltage from the sine winding of VT 1 (Usinθ sinωt) through the first switch 2 and the first buffer amplifier 4 is supplied to the sine input of the CPU 6 (Usinθ), and the voltage from the cosine winding of VT 1 (Ucosθ sinωt) through the second switch 3 and the second buffer amplifier 5 is supplied to the cosine input of the CPU 6 (Ucosθ). When the shaft VT 1 is stationary, the angle 6 digital transducer measures the current angular position of the shaft θ 1 , fixed by the computer 7:

Figure 00000004
Figure 00000004

Затем сигналом от ЭВМ 7 первый и второй переключатели 2 и 3 переключаются в положение 2, при котором напряжение с синусной обмотки ВТ 1 через второй переключатель 3 и второй буферный усилитель 5 поступает на косинусный вход ЦПУ 6, а напряжение с косинусной обмотки ВТ 1 через первый переключатель 2 и первый буферный усилитель 4 поступает на синусный вход ЦПУ 6. При неподвижном вале ВТ 1 цифровым преобразователем угла 6 производится измерение текущего углового положения вала θ2, фиксируемое ЭВМ 7:Then the signal from the computer 7, the first and second switches 2 and 3 switch to position 2, in which the voltage from the sine winding of VT 1 through the second switch 3 and the second buffer amplifier 5 is supplied to the cosine input of the CPU 6, and the voltage from the cosine winding of VT 1 through the first switch 2 and the first buffer amplifier 4 is fed to the sinus input of the CPU 6. When the shaft VT 1 is stationary, the angle converter 6 measures the current angular position of the shaft θ 2 , which is fixed by the computer 7:

Figure 00000005
Figure 00000005

ЭВМ 7 производит вычисление суммарной величины двух измерений θИЗМ:Computer 7 calculates the total value of two measurements θ ISM :

Figure 00000006
Figure 00000006

и вычисление значения величины Δ,and calculating the value of Δ,

Figure 00000007
для
Figure 00000008
для
Figure 00000009
Figure 00000007
for
Figure 00000008
for
Figure 00000009

Так как θИЗМ в идеальном случае (когда в угломерном тракте нет инструментальных погрешностей) должно быть равно

Figure 00000010
, (для θИЗМ<360°) или
Figure 00000011
(для θИЗМ>360°), (из математики известно, что
Figure 00000012
), то величину Δ можно считать равной величине удвоенной погрешности угломерного тракта.Since θ IZM in the ideal case (when there are no instrumental errors in the goniometer path) should be equal
Figure 00000010
, (for θ meas. <360 °) or
Figure 00000011
(for θ IZM > 360 °), (it is known from mathematics that
Figure 00000012
), then the quantity Δ can be considered equal to the value of the doubled error of the goniometric path.

ЭВМ 7 сравнивает полученное значение Δ с заданной для конкретного угломерного тракта значением предельной погрешности и при превышении величиной Δ значения предельной погрешности выдает сигнал неисправности системы.The computer 7 compares the obtained Δ value with the limit error value set for a particular goniometric path and, when the Δ value exceeds the limit error value, gives a system malfunction signal.

Так как такой контроль можно проводить при любом угловом положении вала ВТ 1, то для повышения достоверности контроля угломерного тракта его целесообразно проводить в нескольких угловых точках, обеспечивая в каждой точке, при проведении контроля, неподвижность вала.Since such a control can be carried out at any angular position of the shaft of VT 1, it is advisable to conduct it at several corner points to increase the reliability of the control of the goniometric path, ensuring that the shaft is stationary at each point during the control.

Таким образом, в результате создания предлагаемой полезной модели решается задача, состоящая в расширении арсенала ЦПУ, обеспечивающих простой и надежный самоконтроль всего угломерного тракта независимо от углового положения вала ВТ.Thus, the creation of the proposed utility model solves the problem of expanding the CPU arsenal, providing simple and reliable self-control of the entire goniometric path, regardless of the angular position of the VT shaft.

Технический результат состоит в реализации этого назначения.The technical result consists in the implementation of this purpose.

Кроме этого технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в упрощении устройства и повышении точности контроля.In addition, the technical result from the use of the proposed utility model is to simplify the device and improve the accuracy of control.

На предприятии-заявителе был изготовлен макет предлагаемого устройства. Испытания макета подтвердили возможность реализации назначения устройства, упрощение и повышении точности контроля.At the applicant enterprise, a model of the proposed device was made. Tests of the layout confirmed the possibility of implementing the purpose of the device, simplifying and increasing the accuracy of control.

Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что устройство цифрового преобразования угла с самоконтролем может быть изготовлено на основании приведенного описания и чертежей при использовании известных материалов и технологического оборудования, применяемого в современном производстве радиоэлектронных устройств различного назначения, и использовано в различных измерительных угловых системах.The industrial applicability of the utility model is determined by the fact that the digital angle conversion device with self-control can be made on the basis of the above description and drawings using well-known materials and technological equipment used in the modern production of electronic devices for various purposes, and used in various measuring angle systems.

Источники информацииSources of information

1. А.А. Ахметжанов, А.В. Кочемасов. Следящие системы и регуляторы. Москва, Энергоатомиздат, 1986 г.1. A.A. Akhmetzhanov, A.V. Kochemasov. Tracking systems and regulators. Moscow, Energoatomizdat, 1986

2. В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.2. V.G. Domrachev, V.R. Matveevsky, Yu.S. Smirnov. Circuitry of digital motion converters. Moscow, Energoatomizdat, 1987

3. Патент РФ №179243 на ПМ, МПК G01B 21/22, опубл. 07.05.2018 г.3. RF patent No. 179243 for PM, IPC G01B 21/22, publ. 05/07/2018

4. Свидет. РФ №22992 на ПМ, МПК G01B 21/22, опубл. 10.05.2002 г. (прототип).4. Witness. RF №22992 at the PM, IPC G01B 21/22, publ. 05/10/2002 (prototype).

Claims (1)

Устройство цифрового преобразователя угла с самоконтролем, содержащее цифровой преобразователь угла (ЦПУ), преобразующий выходные синусно-косинусные сигналы, поступающие от вращающегося трансформатора (ВТ), выполненное с возможностью передачи выходного сигнала ЦПУ на вход электронно-вычислительной машины (ЭВМ), отличающееся тем, что обмотка возбуждения ВТ подключена к выходу напряжения возбуждения ЦПУ, а в устройство дополнительно введены первый и второй переключатели, работающие синхронно, управляющие входы которых соединены между собой и выполнены с возможностью подключения к управляющему выходу ЭВМ, а также первый и второй буферные усилители, при этом первый вход первого переключателя соединен со вторым входом второго переключателя и с первым выводом синусной обмотки ВТ, второй вход первого переключателя соединен с первым входом второго переключателя и с первым выводом косинусной обмотки ВТ, выход первого переключателя подключен к входу первого буферного усилителя, выход которого подключен к синусному входу ЦПУ, выход второго переключателя подключен к входу второго буферного усилителя, выход которого подключен к косинусному входу ЦПУ, а вторые выводы обмоток ВТ подключены к нулю напряжения возбуждения.A digital angle converter device with self-control, comprising a digital angle converter (CPU), converting the output sine-cosine signals from a rotating transformer (VT), configured to transmit the output signal of the CPU to the input of an electronic computer, characterized in that that the excitation winding of the VT is connected to the output of the excitation voltage of the CPU, and the first and second switches operating synchronously, the control inputs of which are connected between both made with the possibility of connecting to the control output of the computer, as well as the first and second buffer amplifiers, while the first input of the first switch is connected to the second input of the second switch and to the first output of the sine winding BT, the second input of the first switch is connected to the first input of the second switch and with the first output of the VT cosine winding, the output of the first switch is connected to the input of the first buffer amplifier, the output of which is connected to the sine input of the CPU, the output of the second switch is connected to the input of W of a different buffer amplifier, the output of which is connected to the cosine input of the CPU, and the second leads of the VT windings are connected to zero the excitation voltage.
RU2019127323U 2019-08-29 2019-08-29 DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL RU195981U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127323U RU195981U1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127323U RU195981U1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU195981U1 true RU195981U1 (en) 2020-02-12

Family

ID=69626679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127323U RU195981U1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU195981U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU22992U1 (en) * 2001-12-14 2002-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" DEVICE FOR CONTROL OF THE CONVERTER ANGLE CODE
RU2533305C1 (en) * 2013-06-28 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Angle digital converter
CN104359394A (en) * 2014-04-16 2015-02-18 国家电网公司 High-precision digital angle measurer
WO2019017042A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 ミネベアミツミ株式会社 Rotation angle sensor-digital converter and rotation angle sensor-digital conversion method
RU189784U1 (en) * 2019-03-04 2019-06-04 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF DIGITAL CONVERTER ANGLE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU22992U1 (en) * 2001-12-14 2002-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" DEVICE FOR CONTROL OF THE CONVERTER ANGLE CODE
RU2533305C1 (en) * 2013-06-28 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Angle digital converter
CN104359394A (en) * 2014-04-16 2015-02-18 国家电网公司 High-precision digital angle measurer
WO2019017042A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 ミネベアミツミ株式会社 Rotation angle sensor-digital converter and rotation angle sensor-digital conversion method
RU189784U1 (en) * 2019-03-04 2019-06-04 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF DIGITAL CONVERTER ANGLE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7511468B2 (en) Harmonics measurement instrument with in-situ calibration
Brandolini et al. A simple method for the calibration of traditional and electronic measurement current and voltage transformers
Faifer et al. Electronic combined transformer for power-quality measurements in high-voltage systems
Mohns et al. An AC current transformer standard measuring system for power frequencies
CN105259528B (en) A kind of the internal calibration circuit and calibration method of microwave power probe
CN108089142B (en) Detection circuit and method for voltage dividing circuit parameters and electric energy metering chip
CN103018703A (en) Current/voltage conversion traceability method for precision alternating current measurement
Siegenthaler et al. A computer-controlled calibrator for instrument transformer test sets
CN103001635A (en) Testing method for conversion accuracy of digital signals and analog signals of rotary transformer module
Helbach et al. High-precision automatic digital AC bridge
IE46337B1 (en) Error correction in electrical meters
Callegaro et al. On the calibration of direct-current current transformers (DCCT)
CN103023497B (en) The digital signal of selsyn module and analog signal conversion accuracy method of testing
RU195981U1 (en) DIGITAL ANGLE CONVERTER WITH SELF-CONTROL
RU179243U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF DIGITAL ANGLE CONVERTER
Djokic et al. An optically isolated hybrid two-stage current transformer for measurements at high voltage
Chen et al. Reference system for current sensor calibrations at power frequency and for wideband frequencies
US11796622B2 (en) Calibration of Rogowski sensor
RU189784U1 (en) DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF DIGITAL CONVERTER ANGLE
RU22992U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF THE CONVERTER ANGLE CODE
Crotti et al. Frequency calibration of voltage transformers by digital capacitance bridge
Filipski et al. Calibration of a low voltage AC-DC transfer standard
Anand Electronic Instruments and Instrumentation Technology
So et al. A new current-comparator-based high-voltage low-power-factor wattmeter
SU1109690A1 (en) Device for checking voltage transormeps