SU752428A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к системам авт 1матического контрол  и регулировани , а именно к устройствам дл  преобразовани  угла поворота вала в дискретный электрическиГ сигнал.

Известно устройство, содержащее последовательно включенные генератор опорного напр жени , синусно-косинусный вращающийс  трансформатор-датчик, синусно-косинусный делитель напр жени , выполненный, например, в виде синусно-косинусного вращающегос  трансформатора-приемника и блок формировани  полезного сигнала, выполненный, например , в виде последовательно включенных усилител , двигател  и индикаторного блока, причем выход вала двигател  подключен к индикаторному устройству и к валу сииусно-косинусного вращающегос  трансформатора-приемника 1).

В этом устройстве первична  обмотка синусно-косинусного вращающегос  трансформатора (СКВТ)-датчика записываетс  синусоидаль ным напр жением. Трансформированные во вторичных обмотках СКВТ-датчика сгауснокосинусные напр жени  подаютс  на первичные обмотки СКВТ-приемника, на выходной вторииой обмотке которого индуктируетс  напр жение переменного тока, амплитуда которого пропоршюнальна углу рассогласовани  между валом .СКВТ-датчика и СКВТ-приемни ка, а фаза - знаку угла рассогласовани .

Напр жение рассогласовани  с выхода вторичной обмотки СКВТ-приемника подаетс  через усилитель на обмотку управлени  двигател , который враща сь разворачивает вал СКВТ-приемника до устранени  углового рассогласовани . При этом угол вала СКВТ-датчика равен углу вала СКВТ-приемника, а индикаторный блок, установленный на валу СКВТ-гфиемника, указывает числовой эквивалент измер емого угла вала датчика.

Величина угловой погрещности СКВТ от неперпендикул риости вторичных обмоток зависит от целого р да факторов, к числу которых относ тс : неточность изготовлеии  тшастин статора, наличие короткозамкнутых контуров в пакете стетора или рютора, неравенство чисел витков в секци х обмоток, наличие емкостей св зи между вторичными 3 обмотками СКВТ, котора  особенно сказыва етс  при работе СКВТ на высоких частотах. Так как указанные выше причины, вызываю щие неперпендикул рность вторттых обмото СКВТ, не могут быть устранены за счет .конструкции СКВТ, то, следовательно, недост ком известных устройств, содержащих СКВТ  вл етс  низка  точность преобразовани , обусловленна  неперпендикул рностью вторич ных обмоток СКВТ, особенно при работе СКВТ на высоких частотах. Наиболее близким по своему техническому решению к данному -устройству  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синуСно-косинусный вращающийс  транс форматор-датчик, св занный через обмот синхронизации с синусно-косинусным вращающимс  трансформатором - приемником, ген ратор опорного напр жени , соединенный с о ним входом блока формировани  выходного сигнала, к другому входу которого через фильтр высших гармоник подключен выход сумматора 2. Недостаток этого устройства состоит в его сравнительно низкой точности. Цель изобретени  - повьщгсние точности преобразовател  угла поворота вала в код. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, НТО в преобразователь угла поворота вала в код введенъЕ два одновибратора, два ключа и два расширител  импульсов, входы одновибраторов подключены к выходу генератора опорного напр жени , а их выходь соединены с входами соответствующих расширителей импульсов и с соответствующими квадратурными входными обмотками сйнусно косинусного вращающегос  трансформа торадатчика , выходы расщиригелей импульсов соединены с управл ющими входами ключей, сигнальные входы которых подключены к соответствующим квадратурным выходным обмоткам синусно-косинусного вращающегос  трансформатора-приемника, выходы ключей соединены со входами сумматора. На фиг. 1 приведена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напр жени , синусно-косинусный .вращающийс  трансформатор-датчик 2, синусио-косинусный вращающийс  трансформатор-приемник 3, одновибраторы 4 и 5, подключенные к выходу генератора 1, ключи 6 и 7, подключенные через расширители 8 и 9 импульсов соответственно к одновибраторам 5 и 4, сумматор 10, фильтр 11 высших гармоник, блок 12 формировани  8.4 выходного сигнала, состо щий, например, из усилител  13. двигател  14, редуктора 15, индикаторного блока 16. Синусио-косинусный вращающийс  трансформатор-датчик 2 состоит из двух квадратурных (синусной и косинусной) первичных обмоток, подключешых соответственно к одновибраторам 4 и 5, а синусно-косинусный вращающийс  трансфЪрмагор-приемник 3 состоит из двух квадратуpjfbix (косинусной и синусной) вторичных обмоток, подключенных соответственно через ключи 6 и 7, сумматор 10 и фильтр II к входу блока 12. Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. С выхода генератора 1 опорного напр жени  (фиг. 1) синусоидальный сигнал (фиг. 2а) поступает на входы одновибраторов 4 и 5, на выходах которых (фиг. 26, в) формирую с  равиопол рные импульсные пр моугольные сигналы, сдвинутые относительно друг друга па AVi-To. - период сигнала на выходе генератора 1. Сформированные импульсные сигналы с амплитудой Uy и UQ (фиг. 26, в) поступают на соответствующие первичные квадратурные обмотки синусно-косинусного вращающегос  трансформатора датчика 2, причем длительности импульсных сигналов I и 1П (фиг. 2 б, в) выбираютс  из услови  ftV-At,,,(), где Тд - посто нна  времени датчика 2. При запитке первичных обмоток датчика 2 опорными импульсами с длительностью Д1..63Т9 опорные импульсы проход т через датчик 2 и приемник 3, при этом на выходах втори шых квадратурных обмоток приемника 3 формируютс  группы импульсов с амплитудой U, образованные опорными импульсами одновибратора 4, и группы импульсов с амплитудой У ,с)бразованныс опорными импульсами одновибратора 5 (фиг. 2 г). Выходные импульсы с выходов вторичных обмоток приемника 3 поступают на сигнальные входы ключей 6 и 7, которые, поочередно включа сь от выходных импульсов одновибраторов 5 и 4, пропускают соответственно опорные импульсы одновибратора 5 (ключ 6) и опорные импульсы одновибратора 4 (ключ 7). суммировани  выходных импульсов ключей 6 и 7 в сумматоре 10 (фиг. 2 и) и выделени  из полученной последовательI ности разнопол рных импульсов первой гар МОНИКИ на выходе фильтра 1J формируетс  синусоидальный сигаа  рассогласовани .

Сформиров-аннь1Й на выходе фильтра 11 синусоидальный сигнал поступает через усилитель 13 на обмотку управлени  двигател  14, котора , враща сь, разворачивает вал приемника 3 до устранени  сигнала рассогласовани . При этом угол поворота вала приемника 3 равен углу поворота вала датчика 2, а индикаторный блок 16 указывает числовой эквивалент измер емого угла без учета погрешностей датчика, обусловленных неперпендикул рностью вторичных обмоток с нусно-косинусного вращающегос  трансформатора.

Аналогиодо, технологические погрешности приемника 3, обусловленные неперпендикул рностью первичных статорных обмоток приемника , так же не вли ют на выходной сигнал фильтра П, поступающий на обмотку управлени ; двигател  14.

Угол поворота вала приемника 3 (после отработки сигнала рассогласовани ) так же равен углу поворота вала датчика 2, а индикаторный блок 16 указывает числовой эквивалент Измер емого угла без учета погрешностей датчика и приемника, обусловленных неперпендикул рностью статорных обмоток.

При реализации предложенного устройства длительность импульсов на выходе одновибраторов 4 fe 5 выбираетс  из услови 

дулЪ, r&,, ,

а импульсы, сформированные на выходах расщирителей импульсов 8 и 9, выбираютс  с такой длительностью j при которой выходные импульсы приемника 3 без искажений проход т через аналоговые ключи 6 и 7 , т.е. при условии

(д1,.

Экономический эффект от использовани  предложенного обусловлен указанными выше его техническими преимуществами.

Claims (2)

1.Ахметжанов А , А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., 1975, с. 6.

2.Авторское свидетельство СССР № 411301, кл. G 01 D 5/243, 1971.

Г i

I

I .л1

I Д-, I

iS

5 -р ------ .

./

Ш

Wt«

/ Vei,

Ио 

4

авы

Ui

&ti

L

H

-

//

J

«;

-«wf

г/,

тол.

а

U

Фиг.