RU2313764C1 - Устройство для измерения угловых перемещений - Google Patents
Устройство для измерения угловых перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313764C1 RU2313764C1 RU2006120029/28A RU2006120029A RU2313764C1 RU 2313764 C1 RU2313764 C1 RU 2313764C1 RU 2006120029/28 A RU2006120029/28 A RU 2006120029/28A RU 2006120029 A RU2006120029 A RU 2006120029A RU 2313764 C1 RU2313764 C1 RU 2313764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- analog
- digital converter
- arrangement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: повышение точности преобразования, надежности и КПД устройства. Сущность: устройство содержит формирователь синусоиды, трансформаторный датчик угла, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, регистр данных, блок управления и синхронизации и устройство выборки-хранения. Выход формирователя синусоиды соединен с входом трансформаторного датчика угла. Выход датчика соединен с входом дифференциального усилителя. Выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом регистра данных. Выход устройства выборки-хранения соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя. Первый вход устройства выборки-хранения соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход соединен с первым выходом блока управления и синхронизации. Второй выход блока управления соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя. Третий выход блока управления соединен с входом формирователя синусоиды, а вход соединен с выходом генератора. 4 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений различных объектов, а именно для преобразования ограниченного угла поворота вала в код, когда нецелесообразно применять сложные, полнооборотные и дорогие датчики (редуктосины, СКВТ и пр.).
Известен преобразователь перемещений (В.Г.Домрачев, В.Р.Матвеевский, Ю.С.Смирнов. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. М.: «Энергоатомиздат», 1987, с.58), содержащий П-образный магнитопровод, выходные обмотки которого соединены с элементами сравнения СС1, СС2, СС3, выходы которых подключены к шифратору Ш, содержащему элементы НЕ1, НЕ2, НЕ3 и И1, И2, И3, на выходах которых формируется позиционный код перемещения.
Недостатком данного преобразователя является низкая точность преобразования, обусловленная большой дискретностью измерения.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения угловых перемещений по RU 217886802, 1999.04.20, МКИ: G01В 7/30, содержащий четыре чувствительных элемента, каждый из которых связан с одной из четырех катушек индуктивности посредством витка связи. Каждый из двух каналов преобразования устройства содержит дифференцирующий трансформатор, временной селектор, амплитудный детектор, два выпрямителя, источник опорного напряжения, вычитающее устройство, аналого-цифровой преобразователь и регистр данных. Устройство также содержит блок управления, три компаратора, мультиплексор, преобразователь кодов, схему контроля четности и регистры номера зоны и результата.
Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Недостатком этого устройства являются сложность конструкции датчика угла и наличие большого числа промежуточных преобразований.
Цель изобретения - повышение точности преобразования, надежности и КПД устройства для измерения угловых перемещений за счет уменьшения числа промежуточных преобразований, упрощения алгоритма преобразования и конструкции датчика.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения угловых перемещений введены блок управления и синхронизации и устройство выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход соединен с первым выходом блока управления и синхронизации, второй выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход соединен с входом формирователя синусоиды, а вход соединен с выходом генератора.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства для измерения угловых перемещений, на фиг.2 - принципиальная схема блока управления и синхронизации, устройства выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, на фиг.3 - чертеж трансформаторного датчика угла, на фиг.4 - эпюры напряжений устройства для измерения угловых перемещений.
Устройство для измерения угловых перемещений содержит формирователь 1 синусоиды, трансформаторный датчик 2 угла, дифференциальный усилитель 3, устройство выборки-хранения 4, аналого-цифровой преобразователь 5, регистр 6 данных, блок управления и синхронизации 7, генератор 8.
Устройство работает следующим образом.
На вход трансформаторного датчика 2 угла подается синусоидальное напряжение с выхода формирователя 1 синусоиды. Трансформаторный датчик 2 угла, изображенный на фиг.3, работает на принципе размыкания электромагнитного поля. Он состоит из магнитного сердечника с зазором, в котором перемещается чувствительный элемент - медный виток, обладающий большой электрической проводимостью. Перемещение чувствительного элемента вызывает изменение величины наводимых в нем вихревых токов. При этом изменяется индуктивная связь между первичной обмоткой, расположенной на центральном сердечнике, и выходными обмотками. Если виток находится в нулевом положении, как показано на фиг.3, напряжение на выходе датчика, равное разности напряжений на выходных обмотках, будет равно нулю, т.к. выходные обмотки включены встречно, и напряжения на выходных обмотках будут равны между собой по амплитуде и противоположны по фазе. Когда чувствительный элемент начнет вращаться, напряжение на выходе датчика изменяется пропорционально α - углу поворота витка.
Полярность выходного напряжения определяется направлением отклонения витка от нулевого положения.
Выходное синусоидальное напряжение датчика 2 подается на вход дифференциального усилителя 3. Усиленное до необходимой величины напряжение Uду поступает на вход устройства выборки-хранения 4. На фиг.4 показаны четыре синусоиды:
+Umax - максимальное положительное значение Uду;
-Umax - максимальное отрицательное значение Uду;
+Ui - одно из промежуточных положительных значений Uду;
-Ui - одно из промежуточных отрицательных значений Uду.
С помощью блока управления и синхронизации 7 в устройстве выборки-хранения 4 один раз за период происходит запоминание значения Uду. Постоянное напряжение Uyвх с выхода устройства выборки-хранения 4 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5, где преобразуется в цифровой код N=f(α), пропорциональный углу поворота чувствительного элемента датчика. Момент запуска преобразования Uду в цифровой код задерживается на время Δt для исключения влияния переходных процессов. Процессы формирования синусоиды, выборки-хранения и аналого-цифрового преобразования синхронизированы частотой генератора 8. Положение выборки на синусоиде Uду выбирается из условия необходимой крутизны выходной характеристики датчика.
Уменьшение числа промежуточных преобразований, упрощение алгоритма преобразования и конструкции датчика позволили существенно повысить точность преобразования, надежность и КПД устройства и значительно снизить его стоимость.
Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.
Данное устройство испытано на макетном образце. Результаты испытаний свидетельствуют о достижении поставленной задачи. ФГУП НПОПМ предполагает использовать это техническое решение на штатных изделиях.
Claims (1)
- Устройство для измерения угловых перемещений, содержащее формирователь синусоиды, выход которого соединен с входом трансформаторного датчика угла, выход которого соединен с входом дифференциального усилителя, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом регистра данных, отличающееся тем, что в него введены блок управления и синхронизации и устройство выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход соединен с первым выходом блока управления и синхронизации, второй выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход соединен с входом формирователя синусоиды, а вход соединен с выходом генератора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120029/28A RU2313764C1 (ru) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120029/28A RU2313764C1 (ru) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2313764C1 true RU2313764C1 (ru) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006120029/28A RU2313764C1 (ru) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313764C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580153C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Способ измерения угла поворота вала привода и устройство для его реализации |
-
2006
- 2006-06-07 RU RU2006120029/28A patent/RU2313764C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580153C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Способ измерения угла поворота вала привода и устройство для его реализации |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | A rotary encoder with an eccentrically mounted ring magnet | |
| Zhang et al. | A novel absolute angular position sensor based on electromagnetism | |
| JPH0626884A (ja) | 位置検出装置 | |
| CN102589405B (zh) | 一种电机动子位移测量方法 | |
| US9581425B2 (en) | Sensor for indicating a position or a change in position of a coupling element and method for operating the sensor | |
| EP1850137A2 (en) | Rotational position measuring device | |
| JPH0575041B2 (ru) | ||
| EP2093538A1 (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
| Wang et al. | Sensing mechanism of a rotary magnetic encoder based on time grating | |
| RU2313764C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| Rerkratn et al. | Position signal detector for linear variable differential transformer | |
| RU2386923C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| US20090295638A1 (en) | Use of a measurement signal evaluation means of a position measuring device to determine the time difference between a first event and a second event | |
| RU2397440C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| RU2369834C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| JP2009288241A6 (ja) | 第１の事象と第２の事象との間の時間差を求める方法 | |
| RU2386924C2 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| JP3920896B2 (ja) | リニア位置検出装置 | |
| EP2534451B1 (en) | Device for angular measures equipped with rotary member | |
| JP3733400B2 (ja) | 傾斜計 | |
| RU2367903C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
| Ben-Brahim et al. | A new angle determination method for resolvers | |
| JP4688268B2 (ja) | 圧力計 | |
| JP3733399B2 (ja) | 傾斜検出装置 | |
| JP4989919B2 (ja) | 誘導型位置検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130608 |