SU955151A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к системам автоматического контрол  и преобразовани  перемещений в электрический сигнал, а именно к преобразовател м угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик угла, работающий в фазовом режиме, и вторичный блок преобразовани  напр жений в код. Выходным сигналом датчика угла  вл етс  напр жение, фазовый сдвиг которого относительно опорного напр жени  пропорционален углу поворота. Вторичный блок преобразовани  осуществл ет операцию преобразовани  разности фаз напр жений в код. Достоинством фазовых преобразователей  вл етс  их высока  статическа  точность . Погрещность преобразовани  угла в код современных фазовых преобразователей не превыщает 3-4 угловых секунд. Это достигаетс  прежде всего тем, что фазовые преобразователи позвол ют примен ть новые конструкции первичных датчиков угла ic высокими метрологическими характеристиками 1.

Однако фазовые преобразователи угла п код сложны, микроминиатюризаци  их

вторичного преобразовател  затрудвена, быстродействие уступает амплитудным. Поэтому построение вторичного преобразовател , основанного на амплитудном принципе работы,  вл етс  более выгодиым с 5 точки зрени  простоты построеии , аппаратуриых затрат и быстродействи .

л,

Наиболее близким к предлагаемому по техиической сущиости  вл етс  преобразоfo ватель угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого соединены с первыми входами блоков умножени  частот, выходы которых подключены к входам блока вычитани , выход которого соединен с первым

15 входом компаратора, второй вход которого соединен с общей щииой, а выход подключен к одному из входов реверсивного счетчика , который через блок сииусно-косииусного преобразовани  кода подключеи к вторым входам блока умножени  частот, а также блок преобразовани  иапр женн  в последовательный код, вход которого подключен к выходу блока вычитани , а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика 2.

Недостаток этого известного преобразовател  состоит в том, что он имеет значительную инструментальную ошибку, обусловленную , главным образом, технологическими погрешност ми изготовлени  синуснокосинусного вращающегос  трансформатора . Ошибка такого преобразовател  на основе многополюсиых СКВТ достигает 10- 30 угловых секунд.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател  угла поворота вала в код, путем уменьшени  ошибки, обусловленной датчиком угла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла и блок преобразовани  напр жений в код, введены два перемножител  сигналов и фазовращатель , вход которого соединен с опорным выходом датчика угла и с первым входом первого перемножител  сигналов, выход фазовращател  соединен с первым входом второго перемножител  сигналов, вторые входы перемножителей сигналов соединены с сигнальным выходом датчика угла, выходы первого и второго перемножителей сигналов подключены соответственно к первому и второму входам блока преобразовани  напр жений в код.

На чертеже приведена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит датчик 1 угла: перемножители 2 и 3 сигналов, фазовращатель 4 и блок 5 преобразовани  напр жений в код.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Датчик 1 угла вырабатывает на выходах два напр жени , информационное U и опорное UD , разность фаз которых пропорциональна углу поворота оС, т. е. Ч Р cf,, где Р - коэффициент электрической редукции:

и„ Umsin( CJ t + f); Uo -Umsino/t.

Опорное напр жение, проход  через фазовращатель 4, сдвигаетс  по фазе на угол 5Г/2 и на выходе фазовращател  4 имеет вид

ио Umcosu/t.

В перемножител х 2 и 3 информационное напр жение UH перемножаетс  с опорными напр жени ми UQ и Uo- Посто нные составл ющие выходных напр жений перемножителей 2 и 3 соответственно равны

Uao A-COS Uao A-sinpoi,

гдеА итКпПосто нна  величина, равна  произведению входного напр жени  UjT) на коэффициент передачи пемножител  Кп

Преобразователь 5 преобразует напр жени  Ujc и Uie, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, в код угла .N «С Погрешность преобразовани  предложенного устройства зависит от точности датчика 1 угла преобразовател  5, а также от точности преобразовани  фазомодулированного выходного напр жени  датчика 1 угла UM Utn-sin(cJt+f ) в напр жени  и и Uje, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота. Точность выработки напр жений U2a и Uj зависит, прежде всего, от равенства коэффициентов передач перемножителей и ошибки в сдвиге фазы напр жени  Uo на 90° фазовращателем 4. Построение перемножителей 2 и 3 в частном случае синхронных детекторов на современной элементной базе обеспечивает линейность и неравенство коэффициентов передач не более 0,1%.

Аналогично, современна  элементна  база позвол ет создать фазовращатель 4

на 90° с погрешностью, не превышающей 1 . Например, фазовращатель 4 может быть реализован в виде операционного интегрирующего усилител , обеспечивающего фазовый сдвиг иа 90° с ошибкой не более

5 0,5- 1.

Поскольку прецизионные датчики угла, как правило, выполн ютс  с редукцией Р 128, 256, погрешность, вносима  фазовращателем и перемножител мн, не превысит значени  1 -0,5.

0 Экономический эффект от использовани  предлагаемого преобразовател  обусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами.

Claims (2)

1.Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред. А. А. Ахметжанова. М., «Энерги , 1978,

5 с. 190-198.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 691909, кл. G 08 С 9/00, 1977 (прототип ).

(