SU1137581A1 - Преобразователь угловых перемещений - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, вход которого соединен с шиной питани , один выход непосредственно, а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтр посто нной составл ющей, о т л ич ающи и с   тем, что, с целью fauT повьшени  надежности преобразовате л , в него введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питани , вход второго компаратора соединен с выходом сумматора , выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с входом фильтра посто нной составл ющей , шина питани  соединена через последовательно соединен- : ные второй фазосдвигающий блок и третий компаратор с входом формировател  импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего (О элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегос  трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соеди§ нен с вторым входом первого элемента И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента |ооИ , выход третьего Элемента И соеди s| нен с вторым входом триггера. ел 00

Description

Изобретение относитс  к иэмери .эльной технике и может быть исполь уовано в и формационно-иэмерительйых системах дл  точного измерени  угловых перемещений. Известен преобразователь, содержащий синусно-косинусный вращающий;с  трансформатор (СКВТ), сравнивающее устройство, регистр управлени  1ЩФРОВОЙ потенциометр и коммутатор каналов, в котором косинусна  обмот ка СКВТ через коммутатор каналов подключена к цифровому потенциометр выполн ющему роль функциональной обр.атнрй св зи, который совместно с сопротивлением нагрузки аппроксилмрует тангенсную зависимость Щ. Однако точность преобразовани  существенным образом зависит от числа участков аппроксимации и в пределах 45 не может быть высокой Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому  вл етс  пр образователь угловьрс перемещений, содержащий синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, вход которо го соединен с шиной питани , один выход непосредственно, а другой через фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, выход которого соединен через дифференцирующую цепь с первым входом триггера, формирователь импульсов, выходы которого соединены с входами элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с фильтром посто нной составл ющей 2 . Однако выходна  характеристика такого преобразовател  имеет неопре деленность вблизи нул  градусов, что обуславливает невозможность пр образовани  малых угловых перемещений вблизи нул  градусов. Кроме то .го, такому преобразователю свойстве но наличие мертвой зоны, т.е. таких значений угловых перемещений, при которых преобразователь нерабо тоспособен. В целом зто приводит к снижению надежности преобразовател  . Целью изобретени   вл етс  повы шение надежности преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угловьк перемещений, содержащий синуснокосинусный вращающийс  трансформатор , вход которого соединен с миной питани , один выход непосредственно , а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера , фильтр посто нной составл ющей, введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питани , вход второго компаратора соединен с выходом сумматора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход KOTopord соединен с входом фильтра посто нной составл ющей, шина питани  соединена через последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок и третий компаратор с входом формировател  импульсов, вькод которого соединен с первым входом третьего элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегос  трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом триггера. На фиг. 1 представлена функциональна  схема преобразовател  угловых перемещений; на фиг. 2 - выходна  характеристика преобразовател i на фиг, 3 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Преобразователь угловых перемещений содержит синусно-косинусный « вращающийс  трансформатор (СКВТ) 1, фазосдвигающий блок 2, сумматор 3, компараторы 4 и 5, элементы И 6, 7 и 8, фильтр 9 посто нной составл ющей , фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 импульсов, инвертор 14, триггер 15. На фиг. 2 обозначено: Ug - напр жение на выходе фильтра 9, Ujj напр жение на выходе триггера 15. На фиг. 3 обозначено; 16 - напр жение питани  СКВТ 1; 17, 18 и 19 соответственно эпюры вькодных Напр жений фазосдвигающего блока 10, компаратора 11, формировател  13 импульсов; 20-25 - эпюры выходных сигналов синусной обмотки СКВТ 1, компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 при угловых перемещени х в пределах а о oi «: 180°, где ot - угол поворо та вала СКВТ 1; 26-31 эпюры выходны сигналов синусной обмотки СКВТ 1, компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 при угловых перемещени х в пределах 180° ос 360°. Преобразователь угловых перемещений работает следующим образом. С помощью СКВТ 1, фазосд игающег блока 2, cyi finaTopa 3 образован фазовращатель , фаза вьпсоднвго напр же ни  которого пропорциональна угловому перемещению. При изиерении полезного фазового сдвига в качестве опорного напр жени  используетс  напр жение (фиг. 3) пита1ни  СКВТ 1. Измерение фазового сдвига осуществл етс  при помоп ко№1арато ров 5 и 4, элемента И 6 и фильтра 9 посто нной составл ющей. В резуль тате величина напр жени  на выходе фильтра 9 посто нной составл ющей пропорциональна угловому перемещению в пределах 0-180 (см. фиг. 2) Однако дл  получени  объективной информации в пределах 0-360 необхо димо знать знак углового перемещени Фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 коротких импульсов, инвертор 14, элементы И 7 и 8 и триггер 15 выполн ют функцию определени  знака,Т.е. устран ют неоднозначность отсчета. Работа перечисленных элементов сводитс  к сравнению фаз напр жени  питани  СКВТ 1 и одного к его выходных напр жений (которые могут 14 быть синфазны либо пpoтивoфaзны, в результате которого на выходах элементов И 7 и 8 вырабатываютс  управл ющие импульсы (см. фиг. 3), которые подаютс  соответственно на R -и 5 -входы Я6 -триггера 15, производ  изменение его состо ни  или подтвержда  его. Состо ние триггера 15 несет информацию о знаке, т.е. в каких пределах находитс  угол поворота: О-ISO или 0-(-180) . Как видно из фиг. 3, при угловых перемещени х, лежащих в пределах 0° с ос teO, короткие управл ющие импульсы по вл ютс  на выходе элемента И 8 и на 5 -входе R5 -триггера 15, а при угловых перемещени х 180 . зС 360 - на выходе элемента И 7 и на R - входе 85 -триггера 15. Таким образом, управл ющие импульсы устанавливают триггер 15 при угловых перемещени х О ice 4 180 в состо ние единицы, а при угловых перемещени х 180 оС 360 - в ноль. Фазосдвигаю1ций блок 10 необходим дл  того, чтобы короткие выходные импульсы формировател  13 коротких импульсов не приводились бы на фронтЫ| выходных импульсов компаратора 12. Таким образоМ, в предлагаемом yetройстве нет мертвых зон, скачка выходной характеристики и неоднозначности отсчета в точке нул  градусов, в результате чего повышаетс  надежность преобразовани . Преобразование угловьк перемещений производитс  в пределах .

иг.2

.m

t

t

VcX4J50

t

t

Фиг.З

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с шиной питания, один выход непосредственно, а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом' перво- . го элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтр постоянной составляющей, о ‘т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя , в него введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питания, вход второго компаратора соединен с выходом сумматора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с входом фильтра постоянной составляющей, шина питания соединена через последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок · и третий компаратор с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента И, выход третьего Элемента И соединен с вторым входом триггера.

   >

   *♦