SU1205237A1 - Variable reluctance pickup of turn angle - Google Patents
Variable reluctance pickup of turn angle Download PDFInfo
- Publication number
- SU1205237A1 SU1205237A1 SU843731864A SU3731864A SU1205237A1 SU 1205237 A1 SU1205237 A1 SU 1205237A1 SU 843731864 A SU843731864 A SU 843731864A SU 3731864 A SU3731864 A SU 3731864A SU 1205237 A1 SU1205237 A1 SU 1205237A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- angle
- dependence
- winding
- rotation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулировани и преобразовани информации, в частности в преобразовател х угла поворота вала в цифровой код.The invention relates to automation and can be used in systems for automatically regulating and converting information, in particular in converters of the angle of rotation of the shaft into a digital code.
Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани угла поворота в электрический сигнал.The aim of the invention is to improve the accuracy of converting the angle of rotation into an electrical signal.
На фиг, 1 изображен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическа схема индукционного датчика на фиг. 4 - структурна схема блока преобразовани I на фиг. 5 - выходные характеристики индукционного датчика.Fig, 1 shows a sensor, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is an electrical diagram of the induction sensor in FIG. 4 is a block diagram of a conversion unit I in FIG. 5 - output characteristics of the induction sensor.
Индукционный датчик содержит общий ротор 1 и два статора 2 и 3, установленных в корпусе 4 с относительным разворотом друг относительно друга (см. фиг. 1). Обмотки возбуждени и выходные обмотки выполнены сосредоточенными и размещаютс взаимно перпендикул рно в четырех пазах каждого статора. Обмотки возбуждени 5 и 6 (фиг. 3) соедин ютс параллельно и подключаютс к источнику 7 переменного напр жени с выходным напр жениемThe induction sensor contains a common rotor 1 and two stator 2 and 3, installed in the housing 4 with a relative turn relative to each other (see Fig. 1). The field windings and the output windings are lumped and arranged mutually perpendicularly in the four slots of each stator. Field windings 5 and 6 (Fig. 3) are connected in parallel and connected to an alternating voltage source 7 with an output voltage.
и,and,
ипчipch
и sin U t.and sin U t.
На выходных Обмотках датчика 8 и 9 формируютс сигналыOn the output windings of the sensor 8 and 9, signals are generated
иand
4oi ,4oi
0(0 (
и sincotf, (-Ьу) Кand sincotf (-by)
.и. .and.
sin ы tf (otAixsin s tf (otAix
22
К.TO.
где К, - коэффициент, учитывающий температурные погрешности (самого датчика и источника переменного напр жени ) 5where K, is the coefficient taking into account the temperature errors (of the sensor itself and the source of alternating voltage) 5
f и f - функциональные зависимости выходных напр жений датчика от угла поворота ротора 1.f and f are functional dependences of the sensor output voltages on the angle of rotation of the rotor 1.
Поскольку эти зависимости определ ютс лишь геометрией магнитопрово- дов, то с высокой степенью точности можно прин ть f, fg f. Сигналы UQ, и Uo2 с выходных обмоток 8 и 9 датчика подаютс в блок преобразовани 10, который, во-первых, определ ет отделение суммы напр женийSince these dependences are determined only by the geometry of the magnetic conductors, f, fg f can be accepted with a high degree of accuracy. The signals UQ and Uo2 from the output windings 8 and 9 of the sensor are fed to a conversion unit 10, which, first, determines the separation of the sum of voltages
UQ, и Ugj к их разности в цифровом видеUQ, and Ugj to their difference in digital form
{{
i«. , /i ". , /
ot+-5-j + (,ot + -5-j + (,
iiA Т)iiA T)
(2)(2)
L, ,1 uotN ,/ ых.L,, 1 uotN, / s.
П т|-Н -т-) Pt | -N -t-)
и, во-вторых, умножает полученный результат N.|, () на поправочный коэффициент Kp(N):and, secondly, multiplies the obtained result N. |, () by the correction factor Kp (N):
N(cu) Kp (N) Np(«t),N (cu) Kp (N) Np ("t),
где N (ot) - выходной n-разр дныйwhere N (ot) is the output n-bit
двоичный код блока преобразовани 10.conversion block binary code 10.
Из выражени (2) видно, что величина Np(«,) не зависит ни от частоты со t, ни от амплитуды U выходного напр жени источника 7 переменного напр жени , ни от коэффициента температурной погрешности. Например, при линейной зависимости напр жений выходных обмоток от угла поворота ротора 1,т.е. при иэ уравнени (2) следует: N (об) при синусоидальной N. (об) ctg- tgei, приFrom expression (2) it can be seen that the value of Np (",) does not depend on the frequency with t, nor on the amplitude U of the output voltage of the alternating voltage source 7, nor on the coefficient of temperature error. For example, with a linear dependence of the voltage of the output windings on the angle of rotation of the rotor 1, i.e. with Eq. (2) follows: N (about) with sinusoidal N. (about) ctg-tgei, with
косинусоидальной N. (ei) ctg- ctgcu.cosine N. (ei) ctg- ctgcu.
Рассмотренные частичные случаи подтверждают вывод о том, что получаема в результате преобразоваНИИ по формуле (2) величина кода NP (о() определ етс только углом начального разворота А od статоров 2 и 3 и углом поворота л , причем, измен величину А об , можно в широких пределах варьировать крутизну выходной характеристики Np(oc). Следовательно, зависимость N. (oi) представл ет собой стабилизированную (приведенную) характеристику индукционного датчика,The considered partial cases confirm the conclusion that the code value NP (o () obtained as a result of the transformation by formula (2) is determined only by the initial turn angle A od of stators 2 and 3 and the turn angle l, and Over a wide range, vary the steepness of the output characteristic Np (oc). Therefore, the dependence N. (oi) is a stabilized (reduced) characteristic of an induction sensor,
Поскольку при простой геометрии магнитопроводов и сосредоточенных обмотках датчика высокую линейность выходного напр жени от угла поворота получить невозможно, дл уменьшени погрешностей полученна величина N(,(06) домножаетс на поправочный (тарировочный) коэффициент Кр(М), который определ ют экспернментально , и записываетс в посто нное запоминающее устройство.Since, with a simple geometry of the magnetic cores and concentrated sensor windings, the high linearity of the output voltage from the rotation angle cannot be obtained, to reduce errors, the resulting value N (, (06) is multiplied by the correction (calibration) coefficient Kp (M), which is experimentally determined, and recorded into a persistent storage device.
Рассмотрим подробнее работу блока преобразовани 10 (фиг. 4).Let us consider in more detail the operation of the conversion unit 10 (Fig. 4).
Блок преобразовани содержит два .трансформатора 11 и 12, первичные обмотки которых подключены к выходным обмоткам датчика, имеющих по две вторичных обмотки, включенные последовательно дл получени сигнала суммы и UQI +Ug2 и встречно дл получени сигнала разности U The conversion unit contains two .transformers 11 and 12, the primary windings of which are connected to the output windings of the sensor, each having two secondary windings connected in series to receive the sum signal and UQI + Ug2 and counter to receive the difference signal U
иand
очoch
- Ug- , фазочувствительные- Ug-, phase sensitive
выпр мители 13 и 14 дл демодул ции напр жений U, и Uj соответственно:rectifiers 13 and 14 for demodulating the voltages U and Uj, respectively:
и Sign(ii) fU)) -f( - -)1 and Sign (ii) fU)) -f (- -) 1
2. J .2. J.
и, K,u,fU.)-fU-f:).and, K, u, fU.) - fU-f :).
Выпр мленное выпр мителем 15 выходное напр жение U фазочувствитель- ного выпр мител 13 поступает на один вход компаратора 16:The rectifier rectified by the 15 output voltage U of the phase-sensitive rectifier 13 is fed to one input of the comparator 16:
и, |из1 f(i + )+fU ),(3)and, | of1 f (i +) + fU), (3)
йсб гysb g
на другой вход которого поступает напр жение с выхода фазочувств«тельного выпр мител 14 через управл емый делитель 17 и управл емый умножитель 18:The other input of which receives the voltage from the output of the phase-sensing rectifier 14 via a controllable divider 17 and a controllable multiplier 18:
UB Ub
N(c6)N (c6)
() г () g
Kp(N) Kp (N)
(4)(four)
Управл емый делитель 17 (его коэффициент передачи) управл етс выход- ным кодом посто нного запоминающего устройства 19, которое своими адресными (входными) шинами подключено к выходным шинам реверсивного счетчика 20 и к знаковому разр ду, сформированного нуль-органом 21, т. е. делитель 17 служит дл введени поправочного (тарированного) коэффициента K.(N). Управл емый умножитель 18 вместе с реверсивным счетчиком 20 (счетный вход которого С подключен к задающему генератору 22, а вход направлени счета 41 - к выходу компаратора 16) и компаратором 16 представл ет собой контур аналого- цифрового уравновешивани (аналого- цифровой преобразователь), поэтому вThe controlled divider 17 (its transmission coefficient) is controlled by the output code of the persistent storage device 19, which is connected to the output buses of the reversible counter 20 and to the sign bit formed by the null authority 21, i.e. divider 17 serves to introduce a correction (calibrated) coefficient K. (N). The controlled multiplier 18, together with the reversible counter 20 (the counting input of which is connected to the master oscillator 22, and the input of the counting direction 41 to the output of the comparator 16) and the comparator 16 is an analog-to-digital balance circuit (analog-digital converter) at
установившемс режиме напр жени на обоих входах компаратора 16 равны с точностью до цены младшего разр steady-state voltage on both inputs of the comparator 16 are equal to within the price of a junior
да,Yes,
т. е.i.e.
V Ug. Учитыва (3) иV Ug. Accounting (3) and
(4) и выража выходную величину N(oc,) ,(4) and expressing the output value N (oc,),
получим:we will receive:
ИAo 1/ AndAo 1 /
..: ... ., ... (5)..: ... ., ... (five)
1 / йЛ , / io,1 / yL, / io,
iU.-)-i(oc--)iU .-) - i (oc--)
,,
Таким образом, выходной блок преобразовани N() с учетом знакового разр да (на выходе блока Н011) пред- ставл ет отношение суммы напр жений Up, и Uo2 выходных обмоток датчика к их разности и, следовательно, не зависит от напр жени возбуждени датчика и других дестабилизирующих факторов, а введение в стабилизиро- ванную (приведеннук|) характеристику тарировочного коэффициента Kp(N) позвол ет значительно уменьшить погрешность преобразовани от нелинейности (см. фиг. 5).Thus, the output N () conversion block, taking into account the sign bit (at the output of the H011 block), represents the ratio of the sum of the voltages Up, and Uo2 of the output windings of the sensor to their difference and, therefore, does not depend on the excitation voltage of the sensor and other destabilizing factors, and the introduction of the calibration coefficient Kp (N) to the stabilized (illustrated) characteristic of the calibration factor makes it possible to significantly reduce the conversion error from nonlinearity (see Fig. 5).
На фиг. 5 приведены выходные характеристики датчика, иллюстрирующие процесс введени поправочного коэффициента (характеристики дл упрощени показаны лишь в одном квадрате):FIG. Figure 5 shows the output characteristics of the sensor, illustrating the process of introducing the correction factor (characteristics for simplicity are shown only in one square):
N (oi,) - зависимость выходногоN (oi,) - dependence of the output
кода от угла поворота без введени поправочного коэффициента j N,,a() идеальна (линейна )code from the angle of rotation without the introduction of a correction factor j N ,, a () is ideal (linear)
ОABOUT
зависимостьaddiction
Kj,.(N)- зависимость поправочного коэффициента, полученна экспериментально путем делени зависимости (ot) на зависимость N (ei) | Kp(N) - реальна (синтезированна в ПЗУ) зависимость поправочного коэффициента от величины выходного кода, uN (fti)- погрешность преобразовани Np(oC) - Nj,() без учета поправочного коэффициента jKj,. (N) is the dependence of the correction coefficient, obtained experimentally by dividing the dependence (ot) by the dependence N (ei) | Kp (N) is real (synthesized in the ROM) dependence of the correction factor on the output code value, uN (fti) - error of the conversion Np (oC) - Nj, () without taking into account the correction factor j
iN (oi)- пбгрешность преобразова- ни индукционного датчика,iN (oi) - pb error of conversion of an induction sensor,
т. е. с учетом поправочного коэффициента Kp(N). Индукционный датчик при своей конструктивной простоте и простоте электронных узлов, вход щих в него, обладает повьппенной линейностью и нечувствительностью к дестабилизирующим воздействи м.that is, taking into account the correction factor Kp (N). The induction sensor, with its constructive simplicity and simplicity of the electronic components included in it, has a high linearity and insensitivity to destabilizing effects.
(ful.l(ful.l
VA / JVA / J
ФигМFigm
Фиг. 5FIG. five
ВНИШШ Заказ 8537/56 Тираж 645 Подписное Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , АVNISHSH Order 8537/56 Circulation 645 Subscription Branch ShSh Patent, Uzhgorod, Projecto st., A
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843731864A SU1205237A1 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Variable reluctance pickup of turn angle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843731864A SU1205237A1 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Variable reluctance pickup of turn angle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1205237A1 true SU1205237A1 (en) | 1986-01-15 |
Family
ID=21115601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843731864A SU1205237A1 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Variable reluctance pickup of turn angle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1205237A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545529C1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Inductive rotation angle converter |
-
1984
- 1984-04-26 SU SU843731864A patent/SU1205237A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ахметжанов А.А, онный рёдуктосин. М. с. 5-10. Пульер Ю.М. и др, электромеханические преобразователи. М.: с. 93-96. №2 В.Г.Кавко 8) и др. Индукци- : Энерги , 1971, Индукционные функциональные Энерги , 1969, * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545529C1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Inductive rotation angle converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4170754A (en) | Phase encoded digital position probe assembly | |
JP2558145B2 (en) | Magneto-resistive sync resolver | |
US4010463A (en) | Phase locked loop resolver to digital converter | |
NO922704L (en) | ANGLE SENSOR FOR AA MEASURING A ROTOR ANGLE POSITION IN RELATION TO A STATOR | |
JP2558159B2 (en) | Two-phase signal generator and two-phase signal generation method | |
JP3717600B2 (en) | Non-slip ring type resolver | |
US5160886A (en) | Permanent magnet resolver for producing a resolver-to-digital converter compatible output | |
SU1205237A1 (en) | Variable reluctance pickup of turn angle | |
JP3041645B2 (en) | Angular position sensor for absolute measurement of rotation angle over multiple rotation speeds | |
US4814696A (en) | Method and circuit arrangement for measuring in-phase and quadrature components of current in an electrical alternating current power supply | |
US4157536A (en) | Synchronous transmission device of the vernier resolver type incorporating compensation of parasitic coupling | |
US4052686A (en) | Flexible position probe assembly | |
US4771200A (en) | Synchro generator asymmetric magnetically conductive rotor | |
SU1012398A1 (en) | Two-channel phase sensor | |
SU521636A1 (en) | Induction Angle Sensor | |
SU411301A1 (en) | ||
SU1001343A1 (en) | Multi-pole rotary transformer | |
SU1350772A1 (en) | Induction synchronous reduction gear | |
SU1237903A1 (en) | Shaft turn angle-to-phase modulated signal converter | |
SU571857A1 (en) | Contactless angle converter | |
SU1480084A1 (en) | Rectifier drive | |
SU1130960A1 (en) | Induction reduction synchro | |
SU425127A1 (en) | PHASOVER | |
SU456252A1 (en) | Follow system | |
SU894347A1 (en) | Two-channel touch-free pickup of angular displacements |