SU801024A1 - Преобразователь угла поворотаВАлА B КОд - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

туд напр жений, поступающих на запитку СКВТ, не выполн етс , что приводит к пр мой погрешности преобразовани . Поэтому существенным недостатком устройства  вл етс  больша  погрешность преобразовани , обусловленна  неортогональнОстью и неравенством амплитуд напр жений, потупающих на запитку СКВТ. Кроме то-. го, наличие в схеме устройства пре1ЦИЗИОННОГО источника ортогональных напр жений усложн ет конструкцию, устройства и его практическую реализацию .

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател  угла поворота вала в код.

Поставленна  дель достигаетс  за счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код введены два формировател  импульсов, дискретный элемент задержки, два сумматора, два ключа и три расширител  импульсов , входы дискретного элемента задерки подключены к первому, второму и третьему выходам двоичного счетчика , -выход дискретного элемента задержки через первый формирователь импульсов подключен к одному входу первого сумматора и через первый расширитель импульсов - к опорному входу первого ключа, первый выход двоичного счетчика через второй формирователь импульсов подключен к другому входу первого сумматора и через второй расширитель импульсов к опорному входу второго ключа, выход первого сумматора через третий расширитель импульсов соединен со входом усилител  мощности, входы второго сумматора подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, сигнальные входы которых соединены с вторичными обмотками многополюсного синусно-косинусного вращающегос  трансформатора, выход второго сумматора соединен с входом фильтра верхних частот.

На фиг.1 приведена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в кoдf на фиг. 2 - временные диаграммы/ по сн ющие е.го работу

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов , двоичный счетчик 2, дискретный элемент 3 задержки, формирователь 4 и 5 импульсов, подключенные к первому сумматору б и через первый расширитель 7 и второй; 8 импульсов к опорным входам ключей 9 и 10, третий расширитель 11 импульсов, усилитель 12 мощности, многополюсный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 13, второй сумматор 14, фильтр 15 высших частот и блок 16 фомировани  выходного сигнала. В cdcтав дискретного элемента 3 задержки вход т блоки 17 и 18 совпадени , которые подключены соответственно к

первому и второму входам триггера 19 а выходы блоков 17 и 18 совпадени  к выходам двоичного счетчика 2. Один выход счетчика 2 подключен также ко второму формирователю 5 импульсов и к первому входу блока. 16 формировани  выходного сигнала 16, а выход дискретного элемента 3 задержки подключен к первому формирователю 4 импульсов .

Первична  обмотка многослойного ::инусно-косинусного вращающегос  трансформатора 13 (СКВТ) подключена через усилитель 12 мощности и расширитель 11 импульсов к выходу перво о сумматора 6, синусна  и косинусна  вторичные обмотки СКВТ через ключи 14 и 15 подключены ко входам сумматора 14.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Импульсы генератора 1 с часо.отой fj поступают на вход М-разр дного двоичного счетчика 2, работающего в режиме непрерывного счета (фиг. 2). В результате на выходе двоичного счечика 2 сформировываютс  импульсные сигналы (фиг. 2а,, б, в), причем на выходе последнего N триггера двоичного счетчика 2 образуетс  периодическа  последовательность пр моугольных импульсов (фиг, 2 б) следующих с частотой о I/TOВ дискретном элементе задержки за счет двух блоков 17 и 18 совпадени  и триггера 19 формируетс  втора  группа периодической последовательности импульсов, следующих с той же

0

fg, которые отстают от

частотой

импульсов последнего триггера счетчика 2 на временной интервал, равный (фиг. 26, г)

Выходные импульсы последнего триггера счетчика 2 и дискретного элемента 3 задержки поступают соответственно на входы формирователей 4 и 5 импульсов. На выходе формировател  5 в момент ступенчатого изменени  амплитуды выходного сигнала формируютс  короткие импульсы первого канала (фиг. 2 д) , а на выходе формировател  4 аналогично формируютс  импульсы второго канала, сдвинутые относительно импульсов первого канала на (TO ) (фиг. 2 е).,

Сформированные короткие импульсы первого и второго каналов в первом сумматоре б суммируютс  (см. фиг. 2 е и по одной цепи поступают в расширитель 11 импульсов.

Claims (1)

1. На выходе расширител  11 импульсов из входных импульсов первого и второго каналов (фиг. 2 е), сдвинутых относительно друг друга на Т, формируетс  последовательность пр моугольных импульсов (фиг. 2 и), пол рность которых соответствует пол рности входных импульсов, длительность выходных импульсов расширител  11 ИМПУЛЬСОВ выбираетс  иэ соо ношени  л гг где Т - посто нна  времени элек тромагнитой цепи СКВТ. Усиленные по мощности в усилителе 12 выходные импульсы расширител  11 импульсов поступают на запитку первичной обмотки СКВТ 13. При запитке первичной обмотки СКВТ импульсами с длительностью к на выходных синусной и косинусной обмотках СКВТ 13 индуктируютс  импу сы положительной или отрицательной пол рности, пропорциональные по амплитуде косинусу (дл  косинусной обмотки) угла поворота ротора СКВТ. Так как длительность с импульсов , поступающих на запитку первичной обмотки выбираетс  меньше посто нной времени Tj.ju электромагнитно цепи СКВТ, то после окончани  дейст ви  импульса (фиг. 2 и),в выходной цепи СКВТ практически не возникает переходной процесс, т. е. л л t 2 - t- I где с -сумгларна  длительность импул са (с учетом переходного про цесса) на выходной обмотке СКВТ. В этом случае импульсный сигнал, возникающий во вторичной обмотке СК уменьшитс  до нулевого значени  до момента прихода следующего импульса на вход первичной обмотки СКВТ 13. При этом, образованные во вторич ной обмотке СКВТ 13 импульсы (фиг,2 практически не- вли ют друг на друга Выходные импульсы синусной обмотки поступают на сигнальный вход ключа 9, на опорный вход которого поступают увеличенные по длительности (в расширителе 8 импульсов ) импульсы первого канала (с вых да формировател  5 импульсов), причем длительность сформированных на выходе расширител  8 импульсов выби етс  из соотношени  момент прихода на второй вход ключа 9, увеличенных по длительности импульсов первого канала, клю 9 открываетс  и в результате на выходе ключа по вл ютс  выходные импу сы синусной обмотки СКВТ,сформиров.а ные в момент прихода на вход первич ной обмотки СКВТ импульсов первого 1 санала (фиг. 2л, R) . Выходные импульсы косинусной обмотки также поступают на сигнальны вход второго ключа 10, на опорный вход которого приход т увеличенные расширителе 7 импульсов импульсы с выхода формировател  4 импульсов втррого канала, при этом через ключ 10 проход т только те выходные импульсы косинусной обмотки СКВТ, ко торые возникают в момент прихода на вход первичной обмотки СКВТ импульсов второго канала (фиг. 2 м, р). В результате временной селекции выходных импульсов синусной и косиkycнoй обмоток СКВТ на входы второго аумматора 14 приход т через ключ 9 импульсные сигналы первого канала, модулированные по закону синуса и через ключ 10 (с выхода косинусной обмотки ) импульсы второго канала, модулированные по амплитуде по закону косинуса. Причем как следует из работы устройства , импульсы второго канала отстают от импульсов первого канала точно на i Т -. С помощью фильтра 15, настроенного на частоту импульсов в каналах, из выходного сигнала сумматора 14 выдел етс  перва  гармоника, равна  сумме первых гармоник импульсов первого и второго каналов, сформированных соответственно на выходах ключа 9 (фиг. 2, н) и ключа 10 (фиг.2 р) Так как импульсы первого кана; а и импульсы второго канала проход т через один и тот же расширитель 11 импульсов и усилитель 12 мощности, а затем поступают на одну и ту же обмотку С1ШТ, то следовательно, амплитуды и длительности импульсов первого и второго канала, поступающие непосредственно на запитку первичной обмотки СКВТ, равны друг другу. Синусоидальный сигнал суммарной первой гармоники на выходе фильтра 15,фаза которого несет информацию об измер емом перемещении, поступает в блок -16 формировани  выходного сигнала, в котором разность фаз меходу выходными сигналами последнего , триггера двоичного счетчика 2 и фильтра 15 преобразуетс  в числовой эквивалент, пропорциональный измер емому углу. Таким образом, обеспечиваетс  ортогональность и равенство амплитуд квадратурных напр жений, поступающих на запитку СКВТ, что позвол ет исключить погрешности, возникающие при включении синусно-косинусного вращающегос  трансформатора в режиме электромеханического фазовращател . Экoнo шчecкий эффект от использовани  предложенного технического решени  обусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами . Формула изобретени  Преобразователь угла поворота ала в код, содержащий многополюсный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор , к первичной обмотке котоого подключены выходы усилител  ощности, и блок формировани  выходного сигнала, к одному входу которого подключен выход фильтра верхних частот, к другому входу - первый выход двоичного счетчика, вход которого соединен с генератором импульсов , отли чающийс  тем, что с целью повышени  точности преобразовател , в него введены два формировател  импульсов, дискретный элемент задержки, два сумматора , два ключа и три расширител  импульсов , входы дискретного элемента задержки подключены к первому, второму и третьему выходам двоичного счетчика, выход дискретного элемента задержки через первый формирователь импульсов подключен к одному входу первого сумматора и через первый расширитель импульсов - к опорному входу первого ключа, первый выход двоичного счетчика через второй формирователь импульсов подкпкзчен к другому входу первого сумматора и через второй расширитель импульсов к опорному входу второго ключа, выход первого сумматора через третий расширитель импульсов соединен со входом усилител  мощности, входы второго сумматора подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, сигнальные входы которых соединены с вторичными обмотками многополюсного синусно-косинусного вращающегос  трансформатора, выход второго сумматора соединен с входом фильтра верхних частот.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 15 1. Борзов М. И. Индуктивные преобразователи угла в код. М., Энерги , 1970, с. 36,

   2, Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой 20 код. М. , Энерги , 197-4, с. 156 (прототип).