(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ(54) ANGULAR MOTION CONVERTER TO VOLTAGE
-. 1 Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл преобразовани угловых перемещений ротора сельсина в напр жение посто нного тока. Известны устройства, преобразующи угол поворота ротора сельсина в пропорциональный сдвиг фазы напр жени , например, посредством RC-цепочек ij Недостаток данных устройств - несимметрична нагрузка фазных обмоток сельсина. Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс из мерительный .преобразователь углового перемещени ротора сельсина, содержащий измерительный канал, в котором входы разв зывающих (согласующих) усилителей подключены к фазным обмоткам сельсина,, а выходы фазосдвига щих цепей - ко входу суммирующего усилител , выход последнего через усилитель-ограничитель соединен с дифференцирующей цепью. Опорный канал , содержит фазосдвигающий усилитель , усилитель-ограничитель, инвертор и дифференцирующие цепи, выходы разв зывающих усилителей через ограничивающие резисторы св заны с входами фазосдвигающего усилител , выход которого соединен с входом усилител -ограничител , выход которого подключен к дифференцирующему блоку. Выходной каскад, включает в себ измерительный триггер, первый вход которого соединен с выходом дифферен- . цирующей цепи измерительного канала, второй - с выходом дифференцирующих цепей опорного канала, выход триггера подключен к усилителю-преобразователю (фильтру), схему управлени опорным напр жением, в которой два входа блока сравнени подсоединены к входам разв зывающих усилителей, а третий вход - к выходу формировател временного интервала (формировател пр моугольных импульсов), выход блока сравнени св зан с триггером , управл ющим транзисторными переключател ми , подключенными на выходы фазосдвигающего усилител , ко второму входу измерительного триггера подключен также переключатель, управл емый формирователем временного интервала, на вход которого через трансформатор поступает напр жение питани однофазной обмотки сельсина 2 Недостатками данного преобразовател вл ютс сложность, ограниченность углового диапазона преобразований () и недостаточна точность . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и упроще ние преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем что в преобразователе углового перемещени в напр жение, содержащем Ьпорный канал, включающий усилительогранич .итель, измерительный канал, включающий блок сравнени , разв зывающие усилители, фазосдвигающую цеп и усилитель-ограничитель, датчик угла на сельсинах, входы которого подключены к источнику однофазного напр жени , формирователь временного интервала и усилитель-преобразова тель , введен формирователь импульсов в опорный канал введены делитель напр жени и формирователь импульсов, а в измерительный канал - делитель напр жени , входы которого подключены к выходам датчика угла, а первый и второй выходы соединены с входами блока сравнени измерительного канала , выход блока сравнени измеритель ного канала и третий выход делител напр жени , измерительного канала через соответствук ций разв зывающий усилитель измерительного канала подключены к входам фазосдвигающей цепи измерительного канала, выход которого через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь импульсов подключен к первому входу формировател временного интер вала, выходы источника однофазного напр жени через последовательно сое диненные делитель напр жени опорного канала, усилитель-ограничитель опорного канала, формирователь импульсов опорного канала подключены ко второму входу формировател временного интервала, выход которого соединен со входом усилител -преобра зовател . .На фиг. 1 приведена функциональна схема преобразовател , на фиг.2 временныедиаграммы работы элементов преобразовател . Преобразователь содержит датчик 1 угла на сельсинах опорный канал, вы йолненный на делителе 2 напр жени , усилителе-ограничизеле 3, формирователе 4 импульсов, измерительйый канал , выполненный на делителе 5 напр жени , блоке 6 сравнени , разв зывающих усилител х 7 и 8, фазосдвигающей цепи 9, усилителе-ограничителе 10, формирователь 11 импульсов, формирователь 12 временного интервала , усилитель-преобразователь 13. Преобразоват1ель работает следующи образом. Выходное напр жение с делител 2 напр жени опорного канала поступает на вход усилител -ограничител 3. Это напр жение усиливаетс и ограничиваетс по амплитуде так, что из синусоидальногонапр жени образуютс пр моугольные импульсы положительной пол рности с крутыми фронтами, соот-. ветствующими моментам перехода входного синусоидального напр жени через нулевое значение. Пр моугольные импульсы с усилител -ограничител 3 поступают на вход формировател 4 импульсов, который преобразует входные импульсы так, что на его выходе создаютс кратковременные импульсы отрицательной пол рности, соответствующие по времени к.оменту перехода синусоидального напр жени от отрицательного к положительному значению (диаграмма В на фиг. 2). Отрицательные опорные импульсы-поступают на вход формировател 12 временных интервалов и устанавливают триггер этого блока в единичное состо ние. В измерительном канале делитель 3 напр жени подключаетс к лини м 14-16, соедин ющим фазные обмотки сельсинов. В преобразователе трехфазное напр жение цепи синхронизации сельсинной передачи сначала преобразуетс в двухфазное . Получение разности фазных напр жений осуществл етс блоком 6 сравнени , причем напр жение U с делител 5, подключенного к фазной линии 14, подаетс на вход уменьшаемого, а напр жение и с делител 5, подключенного к фазной линии 16 - на вход вычитаемого блока 6 сравнени . Далее двухфазное напр жение преобразуетс в однофазное напр жение посто нной амплитуды и фазовым сдвигом пропорциональным угловому перемещению ротора сельсина в пределах от О до 360. Дл этого разностное напр жение U-j-U- через разв зывающий УСИЛИТЕЛЬ 7 подаетс на конденсатор фазосдвигающей цепи 9 , а фазное напр жение и,; через разв зывающий усилитель 8 подаетс на резистор той же. цепи. Параметры фазосдвигающей цепи 9 выбраны так, что выполн етс условие КСш 1 на частоте напр жени питани сельсинов . Разв зывающие усилители 7 и 8 уменьшают выходные сопротивлени источников двухфазного напр жени и устран ют вли ние фазосдвигаклцей цепи 9 на эти источники. Фазосдвинутое напр жение преобразуетс усилителем-ограничителем 10 и формирователем 11 имлуласа в кратковременные импульсы отрицательной пол рности (диаграмма 1 на фиг. 2). Фазосдвинутый импульс поступает на вход формировател 12 временного интервала и устанавливает триггер формировател 12 в нулевое состо ние . Таким образом, разность фаз между опорным и фазосдвинутым импульсами преобразуетс в длительность вы .ходного импульса формировател 12 -. 1 The invention relates to automation and computer technology and is intended to convert the angular displacements of the selsyn rotor into a DC voltage. Devices are known that convert the rotation angle of the selsyn rotor into a proportional voltage phase shift, for example, by means of RC chains ij. The disadvantage of these devices is the asymmetrical load of the phase windings of the selsyn. The closest in technical essence to the proposed is the measuring transducer of the angular displacement of the selsyn rotor, which contains a measuring channel, in which the inputs of the coupling (matching) amplifiers are connected to the phase windings of the selsyn, the outputs of the phase-shifting circuits to the summing amplifier, output the latter through the amplifier-limiter connected to the differentiating circuit. The reference channel contains a phase-shifting amplifier, a limiting amplifier, an inverter and differentiating circuits, the outputs of the coupling amplifiers are connected via limiting resistors to the inputs of the phase-shifting amplifier, the output of which is connected to the input of the limiting amplifier whose output is connected to the differentiating unit. The output stage includes a measuring trigger, the first input of which is connected to the differential output. the measuring circuit of the measuring channel, the second with the output of the reference circuit's differential circuits, the trigger output is connected to the converter amplifier (filter), the reference voltage control circuit in which two inputs of the reference unit are connected to the inputs of the converting amplifiers, and the third input to the output a time interval driver (square wave former), the output of the comparator unit is connected to a trigger, control transistor switches connected to the outputs of the phase-shifting amplifier, to the second input measuring the trigger switch is also connected, controlled by the time slot generator whose input is supplied via a transformer supply voltage single-phase synchro winding 2 of the transformer disadvantages are the complexity, limited angular range of transformations () and insufficient accuracy. The purpose of the invention is to expand the functionality and simplify the converter. The goal is achieved by the fact that in the angular displacement transducer to voltage contains a b channel, including an amplifier limiting device, a measuring channel including a comparison unit, isolation amplifiers, a phase-shifting circuit and a limiting amplifier, an angle sensor on selsins, whose inputs are connected to the source single-phase voltage, time interval former and amplifier-converter, a pulse former was introduced into the reference channel, a voltage divider and pulse former were introduced, and in the output channel is a voltage divider, the inputs of which are connected to the outputs of the angle sensor, and the first and second outputs are connected to the inputs of the measuring channel comparison unit, the output of the measuring channel comparison unit and the third output of the voltage divider, measuring channel channel connected to the inputs of the phase-shifting circuit of the measuring channel, the output of which is connected to the first input through series-connected limiting amplifier and pulse shaper ormirovatel temporary inter shaft, outputs a single-phase voltage source via a series soy union of a voltage divider to a reference channel, a limiting amplifier to a reference channel, the reference channel pulse shaper connected to the second input of the time slot, the output of which is connected to the input of amplifier -preobra zovatel. .In FIG. 1 shows a functional diagram of the Converter, figure 2 temporary diagrams of the elements of the Converter. The converter contains a sensor 1 of the angle on the selsins, a reference channel, filled with voltage divider 2, limiting amplifier 3, pulse shaper 4, a measuring channel performed on voltage divider 5, unit 6 of comparison, decoupling amplifiers 7, phase shifting circuit 9, the limiting amplifier 10, the pulse shaper 11, the time interval shaper 12, the converter amplifier 13. The converter operates as follows. The output voltage from the divider 2 of the voltage of the reference channel is fed to the input of the amplifier-limiter 3. This voltage is amplified and limited in amplitude so that rectangular pulses of positive polarity with steep edges, are generated from sinusoidal voltage. corresponding moments of transition of the input sinusoidal voltage through zero value. The rectangular pulses from the amplifier-limiter 3 are fed to the input of the former of 4 pulses, which converts the input pulses so that short-time pulses of negative polarity are created at its output, corresponding in time to the moment of transition of a sinusoidal voltage from a negative to a positive value (diagram B in Fig. 2). Negative reference pulses arrive at the input of the generator of 12 time intervals and set the trigger of this block into one state. In the measurement channel, the voltage divider 3 is connected to lines 14-16 connecting the phase windings of the selsyn. In the converter, the three-phase voltage of the sync transmission circuit is first converted to two-phase. The phase voltage difference is obtained by the comparison unit 6, and the voltage U from the divider 5 connected to the phase line 14 is supplied to the input to be reduced, and the voltage from the divider 5 connected to the phase line 16 to the input of the subtracted comparison unit 6 . Next, two-phase voltage is converted into a single-phase voltage of constant amplitude and a phase shift proportional to the angular displacement of the rotor of the synchro range from O to 360. To this end, the differential voltage across UjU- decoupling amplifier 7 is supplied to the capacitor shifting circuit 9, and the phase voltage and,; through decoupling amplifier 8 is applied to the same resistor. chains. The parameters of the phase-shifting circuit 9 are selected so that the condition of QSS 1 is satisfied at the frequency of the supply voltage of the selsins. The decoupling amplifiers 7 and 8 reduce the output impedances of the two-phase voltage sources and eliminate the influence of the phase shifter 9 on these sources. The phase-shifted voltage is converted by the limiting amplifier 10 and the imulas shaper 11 into short pulses of negative polarity (Figure 1 in Fig. 2). A phase shifted pulse is fed to the input of the time domain generator 12 and sets the trigger of the driver 12 to the zero state. Thus, the phase difference between the reference and phase-shifted pulses is converted to the duration of the output pulse of the driver 12.
временного интервала (диаграмма а на фиг.З). Усилитель-преобразователь 13 усредн ет импульсы по иериоду напр жени питани сельсинной передачи, . причем значениеусредненного уровн пропорционально длительности импульса и, следовательно, линейно зависит |От углового перемещени ротора сельсина .time interval (diagram a in FIG. 3). Amplifier-converter 13 averages pulses over the iriod of the supply voltage of the sync transmission,. moreover, the value of the averaged level is proportional to the pulse duration and, therefore, linearly depends on | From the angular displacement of the rosin rotor.
Экономический эффект от использовани предлагаемого преобразовател углового перемещени в напр жение определ етс его техническим преимуществом .The economic effect of using the proposed angular displacement to voltage converter is determined by its technical advantage.