SU840995A1 - Двухотсчетный преобразователь углапОВОРОТА ВАлА B КОд - Google Patents

Description

за счет изменени  активного сопро тивлени  СКВТ при изменении температуры и большой погрешностью за счет неравенства и неортогрнальности напр жени , питани .

Кроме того, фазовый детектор, выполн ющий выделение составл ющей, пропорциональной фазовому разбалансу сигналов СКВТ и компенсирующего напр жени , имеет малую чувствительность по фазе, что ограничивает точность преобразовани .

Изменение фазы компенсирующего напр жени  в известном преобразователе производитс  циклически один раз за период заполнени  опорного делител  частоты, что приводит к возникновению скачкообраэноизмён ющейс  динамической ошибки при OTjiaботке угла поворота вгша СКВТ.

Цель изобретени  повышение статической и динамической точности преобразовани  в диапазоне температур .

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что дл  стабилизации собственого фазового сдвига обмотки возбуждени  статора точного отсчета СКВТ записываетс  от усилителей мощности охваченных отрицательной обратной св зью. Дл  уменьшени  погрешности преобразовани , обусловленной неравенством .и неортогональностью коэф.фициентов передачиiСКВТ и напр жений питани  примен етс  двухканальное устройство выделени  и отработки фазового разбаланса, причем отработка ведетс  по фазе первой гармоники разностного напр жени . Дл  уменьшени динамической погрешности циклический принцип формировани  фазовых сдвигов компенсирующего напр жени  замен етс  непрерывным.

Цель изобретени  достигаетс  тем что в двухотсчетный преобразователь угла поворота вала в код, содержащи двухотсчетный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, роторна  обмотка синусно-косинусного вращающегос  трансформатора грубого отсчета через нуль-орган соединена с первым входом формировател  импульса записи, выход которого соединен с первым входом регистра кода грубого отсчета, кварцевый генератор, выход которого соединен со вторым входом формировател  импульса записи и с входом делител  частоты, первый выход которого соединен со вторым входом регистра кода грубого отсчет выход регистра кода грубого отсчета подключен к блоку согласовани  отсчётов, второй выход делител  частоты через первый дешифратор соединён со. входами первого и второго формировател  синусоидального напр жени , первые выходы которых соединены со статорными обмотками синусно-косинусного враедающегос  трансорматора грубого отсчета, фазовый инхронный детектор, выход которого ерез последовательно соединенные правл емый генератор и блок управени  счетчиком подключен ко входу еверсивного счетчика, первый выод которого соединен с первым входом ервого преобразовател  код-напр жеие , второй выход реверсивного счетчика соединен с блоком согласовани  отсчетов, второй дешифратор соединен через третий формирователь синусоидального напр жени  с первым входом первого сумматора и через четвертый формирователь синусоидального напр жени  со вторым входом первого преобразовател  код-напр жение, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, в него введены амплитудный синхронный детектор, избирательный усилитель, второй и третий сумматоры, фазосдвигающий блок, управл емый делитель напр жени , инвертор, блоки сравнени , сумматор двоичного кода, усилители мощности и усилители обратной св зи, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор точного отсчета выполнен с обмотками обратной св зи на статоре, роторные обмотки синусно-косинусного вращающегос  трансформатора точного отсчета соединены с первыми входами блоков сравнени , выход одного из блоков сравнени  непосредственно и выход другого блока сравнени  через фазосдвигающий блок соединены с первым и вторым входом второго сумматора , выход которого через избирательный усилитель подключен к первым входам фазового синхронного детектора и амплитудного синхронного детектора , вторые входы фазового и амплитудного синхронньах детекторов соединены с первым выходом сумматора двоичного кода, первый вход которого соединен с третьим .выходом реверсивного счетчика, второй вход - с третьим выходом делител  частоты, а второй выход - со входом второго, дешифратора,выход третьего формировател  синусоидального напр жени  соединен с первым входом второго преобразовател  код-напр жение, второй вход которого соединен с первым выходом реверсивного счетчика, а выход - с первым входом третьего сумматора , второй вход которого соединен с ВЫХОДОМ-четвертого формировател  синусоидального напр жени , а выход - с первыми входами управл емого делител  напр жени  и инвертора и вторым входом первого блока сравнени , выход первого сумматора соединен-со вторым входом второго блока сравнени , выходы управл емого делител  напр жени  и инвертора подключены к третьему и четвертому входам сумматора обратной св зи синусно-косинусного вращаквдегос  трансформатора точногр отсчета через первый усилитель обратной св зи соединена с первым входом первого усилител .мощности, второй вход которого соединен с выходом первого формировател  синусоидаль;ного напр жени , а выход - с первой обмоткой возбуждени  синусчо-косинусного вращающегос  трансформатора точного отсчета, друга  обмотка обрат ной св зи синусно-косинусного вргцдгц щегос  трансформатора точного отсчета через второй усилитель обратной св зи соединена с первым входом второго усилител  мощности, второй вход которого соединен с выходом второго формировател  синусоидального напр жени ,а выход - с второй обмоткой возбуждени синусно-косинусного вращакнцегос  трансформатора точного отсчета. На чертеже приведена блок-схема двухотсчетного преобразовател  угла поворота вала в код. Преобразователь содержит двухотсчетный синусно-косинусный вращаю щийс  трансформатор 1 (СКВТ), грубый отсчет СКВТ 2, точный отсчет СК 3, нуль-орган 4, формирователь 5 им пульса записи, регистр 6 кода грубо го отсчета, блок 7 согласовани  отсчетов, реверсивный счетчик 8, блок 9 управлени  счетчиков, управл емый напр жением генератор 10, квари.евый генератор 11, делитель 12 частоты, сумматор 13 двоичного кода, дешифраторы 14 и 15, формирователи 16-19 синусоидальных напр жений , усилители 20 и 21 мощности , .усилители 22 и 23 обратной св зи, преобразователи код-напр жение 24 и 25, первый и второй сумматоры 26 и 27, блоки 28 и 29 сравн ни , фазосдвигающий блок. 30, третий cy iмaтop 31, избирательный усилитель 32, фазовый и амплитудный синхронные детекторы 33 и 34, управл емый делитель 35 напр жени , инвертор 36. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Код грубого отсчета преобразовател  формируетс  по способу бегущей стробирующей метки . Нуль-орган 4 фиксирует моменты перехода но информационного напр жени  с выхода грубого отсчета СКВТ 2. Формирователь 5 вырабатывает импульс записи, синхронизированный с частотой кварц вого генератора 11.По этому импульс производитс  запись числа из непрерывного работающего делител  12 час тоты в регистр 6 кода грубого отсче та. Код, записанный в регистре б,  вл етс  двоичным эквиваленте угла поворота ротора грубого отсчета СКВТ. Далее это.т код. подаетс  на блок 7 согласовани  отсчетов/ где корректируетс  по коду старших разр дов реверсивного счетчика 8. Совокупность блоков 14,16,17,20, 21,22,23 служит дл  формировани  напр жений питани  СКВТ-1 из кода елител  12 частоты. Блоки 16 и 17 формируют по способу кусочно-линейной аппроксимации сдвинутые по фазе на 90 эл. градусов синусоидальные напр жени . Число участков аппроксимации , определ ющее спектральный состав фОЕ 1ируемых сигналов, задаетс  дешифратором 14. Одна пара ортогональных напр жений с формирователей 16 и 17 используетс  непосредственно дл  питани  грубого отсчета СКВТ 2,друга  пара поддаетс  на входы усилителей 20 и 21 мощности,выходы которых нагружены на обмотки возбуждени  точного отсчета СКВТ.Обмотки обратной св зи намотаны параллельно обмоткам возбуждени , поэтому в них наводитс  ЭДС, пропорциональна  магнитному потоку, котора  через усилители 22 и 23 обратной св зи подаетс  на входы усилителей 20 и 21 мощности, в результате магнитный поток и, следовательно, выходные напр жени  роторных обмоток точного отсчета СКВТ 3 стабилизируютс  по фазе и амплитуде. Таким образом, чувствительность преобразовател  к температурному изменению активных сопротивлений обмоток возб гждени  СКВТ уменьшаетс  в коэффициент стабилизации раз, кОторый определ етс  усилением по петле обратной св зи. Совокупность блоков 15,18,19,24, 25,26 и 27 служит дл  формировани  компенсирующих напр жений из кода сумматора двоичного кода 13. Назначение и работа блоков 15,18 и 19 аналогичны тому же блоков 14,16 и 17. Код сумма,тора 13 двоичного кода равен сумме кодов делител  12 частоты и коду старших разр дов реверсивного счетчика 8, поэтому синусоидальные напр жени ,сформированные на выходе блоков 18 и 19,измен ютс  по фазе относительно напр жений на выходе блоков 16 и 17 на величину, пропорциональную коду старших разр дов реверсивного счетчика 8 с соответствующей дискретностью. Дальнейшее увеличение дискретности изменени  фазы компенсирующих напр жений достигаетс  путем суммировани  выходных напр жений блоков 18 и 19 с амплитудно-модулированными- ортогональными им напр жени ми, получаемыми в преобразовател х код-напр жение 24 и 25 по коду младших разр дов реверсивного счетчика 8. Суммирование выполн етс  сумматорами 26 и 27.. Таким образом, фазовый сдвиг сформированных компенсирующих напр жений на выходе сумматоров 26 и 27 относительно напр жений питани  СКВТ определ етс  полным

кодом реверсивного счетчика 8, Блоки

28и 29 сравнени  сравнивают компенсирующие напр жени  с сумматоров

26 и 27 с выходными напр жени ми роторных обмоток точного отсчета СКВТ 3. Первое разностное напр жение с выхода блока 28 поворачиваетс  по фазе на 90 фазосдвигаюадим блоком

30и затем суммируютс  со вторым разностным напр жением с выхода блока

29третьим сумматором 31. Избирательный усилитель 32,вьадел ет из суммарного напр жени  cyivwaTopa 31 первую гармонику, что позвол ет уменьшить, вли ние высших гармоник на точность определени  равенства фаз и повысить чувствительность преобразовани . Двухканальнве устройство сравнени , включающее в себ  блоки 28-32,позвол ет скомпенсировать погрешности преобразовани , обусловленные неравенством и неортогональностью коэффициентов передачи СКВТ 3 точного отсчета и напр жений его питани . Напр жение на выходе сумматора

31содержит в себе информацию как о фазовом, так и об амплитудном разбалансе . Рабочим параметром  вл етс  фазовый разбаланс, амплитудный же  вл етс  нежелательным, так как может перевести блоки 32 и 33 в нелинейный режим и привес ти к отказу в работе. Совокупность блоков 34-36 представл ет собой, устройство компенсации амплитудного разбаланса. Амплитудный детектор 34 выдел ет из напр жени  избирательного усилител 

32составл ющую амплитудного разбаланса , котора , воздейству  на неинвертирующий управл емый делитель

35 напр жени , измен ет его койффициент передачи таким образом,чтобы разность напр жений блока 35 и инвертора 36 скомпенсировала амплитудный разбаланс на выходе сумматора 31. Фазовый разбаланс выдел етс  фазовым синхронным детектором 33, выходное -напр жение которого управл ет частотой генератора 10, котора  через блок 9 управлени  поступает на реверсивный счетчик 8 до тех пор, пока фазовый разбаланс не станет ниже порогу срабатывани  генератора 10. При этом реверсивный счетчик 8 фиксирует код, эквивалентный углу , поворота ротора СКВТ 3 точного отсчета . Полный код угла поворота снимаетс  с блока 7 и реверсивного счетчика 8.

Предлагаемый двухотсчетный преобразователь угла поворота вала в код позвол ет повысить стабильность преобразовани  в диапазоне температур путем охвата цепей возбуждени  СКВТ обратной св зью, скомпенсировать технологические погрешности СКВТ б-такие как неравенство коэффициентов передачи по обмоткам и их неортогональность , скомпенсировать неравенство

и неортогональность напр жений возбуждени  СКВТ за счет двухканального вы влени  фазового разбаланса, подн ть чувствительность и точность преобразовани  фазы в код путем введени  системы компенсации амплитудного разбаланса, уменьшить динамическую погрешность за счет введени  непрерывного преобразовани  кода в фазовый сдвиг компенсирующих напр жений .

Claims (2)

1.Зверев А.Б. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифро0 вой код. Л., Энерги , 1974,

с. 85-89, 153-156.

2.Авторское свидетельство СССР № 526932, кл. G 08 С 9/04, 1978. HI iTTtm