RU2386923C1 - Устройство для измерения угловых перемещений - Google Patents
Устройство для измерения угловых перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386923C1 RU2386923C1 RU2008141661/28A RU2008141661A RU2386923C1 RU 2386923 C1 RU2386923 C1 RU 2386923C1 RU 2008141661/28 A RU2008141661/28 A RU 2008141661/28A RU 2008141661 A RU2008141661 A RU 2008141661A RU 2386923 C1 RU2386923 C1 RU 2386923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- adder
- analog
- digital converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: повышение точности преобразования за счет усреднения нескольких значений кода угла без снижения скорости преобразования и снижение требования к качеству питания датчика. Сущность: устройство 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, регистры 9-12, сумматор 13. В устройстве выборки-хранения 4 четыре раза за период, в моменты времени t, Т/2-t, Т/2+t, T-t, происходит запоминание четырех значений выходного напряжения дифференциального усилителя 3. Затем эти значения оцифровываются в аналого-цифровом преобразователе 5, записываются в регистры 9-12, суммируются в сумматоре 13 и усредняются. 2 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 2313764 С1, 27.12.2007, МПК: G01B 7/30, содержащее формирователь синусоиды, трансформаторный датчик угла, дифференциальный усилитель, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь, регистр данных, блок управления и синхронизации и генератор.
Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Недостатком этого устройства является наличие погрешности, обусловленной искажениями измеряемой синусоиды.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности преобразования устройства для измерения угловых перемещений за счет осреднения выходного кода угла без снижения быстродействия.
Для достижения поставленной задачи в устройство для измерения угловых перемещений, содержащее генератор, выход которого соединен с входом блока управления и синхронизации, первый выход которого соединен с входом формирователя синусоиды, выход которого соединен с входом трансформаторного датчика угла, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, введены сумматор и четыре регистра, первые входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход первого регистра соединен с первым входом сумматора, выход второго регистра соединен со вторым входом сумматора, выход третьего регистра соединен с третьим входом сумматора, выход четвертого регистра соединен с четвертым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с пятым входом сумматора, четвертый выход соединен со вторыми входами четырех регистров, третий выход соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход соединен со вторым входом устройства выборки-хранения.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства для измерения угловых перемещений, на фиг.2 - 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, регистры 9-12, сумматор 13.
Устройство работает следующим образом.
На вход трансформаторного датчика 2 угла подается синусоидальное напряжение с выхода формирователя 1 синусоиды. Трансформаторный датчик 2 угла 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, 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 трансформаторного датчика 2 угла подается на вход дифференциального усилителя 3. Усиленное до необходимой величины напряжение Uду поступает на вход устройства выборки-хранения 4.
С помощью блока управления и синхронизации 7 в устройстве выборки-хранения 4 четыре раза за период, в моменты времени t, T/2-t, T/2+t, T-t, происходит запоминание четырех значений выходного напряжения дифференциального усилителя 3. Напряжения U1увх, U2увх, U3увх, U4увх с выхода устройства выборки-хранения 4 поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 5, где преобразуются в цифровые коды N1, N2, N3, N4, пропорциональные углу поворота чувствительного элемента трансформаторного датчика 2 угла. Все четыре раза момент запуска преобразования Uду в цифровой код задерживается на время Δt для исключения влияния переходных процессов.
В идеальном случае цифровые коды N1, N2, N3, N4 должны быть равны, но вследствие искажений измеряемой синусоиды они будут отличаться друг от друга и от истинного значения кода угла. Для уменьшения этого отличия необходимо произвести осреднение, т.е. сложить значения N1, N2, N3, N4 и разделить на четыре.
Для этого цифровые коды N1, N2, N3, N4 поочередно записываются в регистры 9-12. С выходов регистров 9-12 коды N1, N2, N3, N4 поступают на входы сумматора 13, где суммируются и подаются на вход регистра 6 данных. С помощью отбрасывания двух младших разрядов выходное число делится на четыре. Происходит их осреднение в течение одного периода напряжения питания трансформаторного датчика угла.
Осреднение четырех значений кода угла в течение одного периода напряжения питания трансформаторного датчика угла позволяет повысить точность преобразования без снижения быстродействия и снизить требования к качеству питания трансформаторного датчика угла.
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. ОАО «ИСС» предполагает использовать это техническое решение на штатных изделиях.
Claims (1)
- Устройство для измерения угловых перемещений, содержащее генератор, выход которого соединен с входом блока управления и синхронизации, первый выход которого соединен с входом формирователя синусоиды, выход которого соединен с входом трансформаторного датчика угла, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что в него введены сумматор и четыре регистра, первые входы которых соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход первого регистра соединен с первым входом сумматора, выход второго регистра соединен со вторым входом сумматора, выход третьего регистра соединен с третьим входом сумматора, выход четвертого регистра соединен с четвертым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с шестым выходом блока управления и синхронизации, пятый выход которого соединен с пятым входом сумматора, четвертый выход соединен со вторыми входами четырех регистров, третий выход соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход соединен со вторым входом устройства выборки-хранения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141661/28A RU2386923C1 (ru) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141661/28A RU2386923C1 (ru) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386923C1 true RU2386923C1 (ru) | 2010-04-20 |
Family
ID=46275297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008141661/28A RU2386923C1 (ru) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Устройство для измерения угловых перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386923C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667353C2 (ru) * | 2016-05-24 | 2018-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Ультразвуковой фазовый преобразователь угла поворота вала |
-
2008
- 2008-10-20 RU RU2008141661/28A patent/RU2386923C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667353C2 (ru) * | 2016-05-24 | 2018-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Ультразвуковой фазовый преобразователь угла поворота вала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102589405B (zh) | 一种电机动子位移测量方法 | |
WO2014174586A1 (ja) | 磁気式位置検出装置及び磁気式位置検出方法 | |
CN106338234B (zh) | 一种双列式时栅直线位移传感器 | |
JP6015776B2 (ja) | 変位センサ及び変位の検出方法 | |
Lin et al. | Error analysis and compensation of the orthogonal magnetic encoder | |
RU2386923C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
Rerkratn et al. | Position signal detector for linear variable differential transformer | |
JP2007171081A (ja) | 位置検出方法 | |
RU2313764C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
JP5865059B2 (ja) | 波形測定器 | |
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 | |
JP2012230021A (ja) | 回転角度計測装置 | |
RU2369834C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
RU2386924C2 (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 | |
RU2397440C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
RU2366937C2 (ru) | Способ и устройство для измерения удельной электропроводимости морской воды | |
EP2534451B1 (en) | Device for angular measures equipped with rotary member | |
JP4074188B2 (ja) | インクリメンタルエンコーダの計数装置 | |
JP2010139405A (ja) | エンコーダ信号処理方法、エンコーダ装置及びサーボモータ | |
JP2010223595A (ja) | 位置検出装置 | |
RU2367903C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
Tian et al. | Design and implementation of ISA card for rotary inductosyn signal processing based on AD2S1210 and CPLD | |
RU2253120C1 (ru) | Измеритель углового ускорения вала | |
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: 20151021 |