SU840997A1 - Преобразователь угла поворотаВАлА B КОд - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  преобразовани  угловых перемещений в цифровой код.

Известны преобразователи угловых перемещений в фазу электрического сигнала, содержащие амплитудный модул тор , фазовращатель, амплитудные детекторы, избирательные усилители, дифференциальные усилители и фазосдвигающую КС-цепь, в которых достигаетс  удвоение масштаба преобразовани  угла, а также повышение точности работы за счет того, что фазовращатель работает в наиболее выгодном высокочастотном диапазоне, а измерение фазы происходит на низкой частоте fIj.

Однако наличие в этих устройства избирательных усилителей, а также фазсодвигающих RС-цепей обуславливает по вление составл ющей поррешности преобразовани , определ емой фазовой нестабильностью частотозависимых цепей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь с модул цией проводимости выходных цепей, который содержит кварцевый генератор, делител

частоты, формирователи синусоидального питани , подключенные к первому делителю частоты, двухфазные синусоидальные гетеродины, подключенные ко второму делителю частоты, индукционный фазовращатель, преобразователь частоты фазомодулированного сигнала, подключенный к выходным обмоткам фаэовргицател  и к двухфазным

o синусоидальным гетеродинам, преобразователь частоты опорного сигнала, подключенный к формировател м синусоидального питани  и к двухфазным синусоидальным гетеродинам, два

5 фильтра низкой ча1сто.ты, один из которых подключен к выходу преобразовател  частоты фазомодулированного сигнала, а второй - к выходу преобразовател  частоты опорного сигнала

0 и формирователи импульсов, подключенные к выходам фильтров низкой частоты 2.

Повышение точности достигаетс  за счет получени  эффекта, аналогич5 ного эффекту фильтра обратной, последовательности . Благодар  этому устран ютс  погрешности, вызванные неидеальностью питани  фазовращател .

Недостаток этого преобразова0 тел  - погрешности, вызванные использованием в нем фильтров низких частот.

Кроме того, наличие в преобразователе инерционных звеньев, какими  вл ютс  фильтры низких частот,: приводит к ухудшению его динамических характеристик и, следовательно, к возникновению дополнительной погрешности при быстрых изменени х входного угла.

Так, например, если фильтр низких частот состоит из трех звеньев с граничными частотами Шр 1500 Г а частота сигнала tiJ 1000 Гц, то з4держка , вносима  фильтром, составит 0,64 мс.

Цель изобретени  - повышение, точ ности преобразовател  угла поворсэта вала в код,.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор , выход которого соединен с входами двух дели.телей частоты, выход первого из которых соединен с входом формировател  двухфазного синусоидального на.пр жени , выходы которого соединены со входами фазовращател , три формировател  импульсов, выход первого из которых соединен с первым входом преобразовател - фазакод , введены два коррел тора, сумматор и селектор длительности импульсов , причем вход первого формировател  импульсов соединен с одним из выходов формировател  двухфазного синусоидального напр жени , входы двух других формирователей импулЬсов соединены с соответствующими выходами фазовращател ,а выходы - с первыми входами коррел торов, вторые входы которых соединены с выходом второго делител  частоты, выходы коррел торов соединены со входами сумматора, выход которого соединен со входом селектора длительности импульсов , выход которого соединен со вторым входом преобразовател  фазакод .

На фиг. 1 представлена функционална  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временные диагр)амг&1 работы преобразовател  . ,

Преобразователь содержит генератор 1, первый делитель 2 частоты, второй делитель 3 частоты, формирователь 4 двухфазного синусоидального напр жени , фазовращатель 5с первичными 5-1 и вторичными 5-2 обмотками , формирователи 6-8 импульсов , коррел торы 9 и 10, сумматор 11, селектор 12 длительности импульсов и преобразователь 13 фаза-код (фиг.1),

Преобразователь работает следующим образом. .

Импульсное напр жение частотой f| с генератора 1 подаетс  на входы первого и второго делителей 2 и 3

частоты, имеющих коэффициенты делени  К и Кд, причем К # Kg; . С выхода первого делител  2 частоты импульсна  последовательность поступает на вход формировател  4 двухфазного синусоидального напр жени , на выходах которого выдел ютс  два напр жени 

U,-UoCOsu t.

и

U s Uo&Intu t

с равными амплитудами Vg

и частота2TCf ми ш . Напр жение U,

запаздыIf 1 .А«иЫ1./Ь1.Ъ (I ,

К,л

вает на фазе на 90 эл.град. относительно напр жени  U, .Эти напр жени  подаютс  на входы фазовргицател  5, который работает в режиме вращающегос  пол .

Если вращаквдеес  поле фазовращател  по каким-либо причинам эллиптическое и содержит обратновращающуюс  составл ющую с относительной амплитудой а, то его выходное квадUa и ид

ратурные напр жени 

можно представить в виде

Uo, (a),(a t-zoJ+V,) cioos(aJ -fc-Zo ,

где Уф - амплитуда выходного напр жени  .фазовращател ; масштаб преобразовани  угL ла;

угол поворота ротора фазой6 вращател ;

V Мп

начальный сдвиг фазы обратно вращающейс  составл ющей . Выходные напр жени  фазовращател  DO, и подаютс  на формирователи 7 и 8 импульсов, которые формируют импульсные последовательности 5 (и,5),

U(,sign(U)

С выходов формирователей (фиг.2) импульсные последовательности поступают на первые входы коррел торов 9 и 10, на вторые входы которых (Поступает импульсное напр жение (in

7К f

С частотой Ыа . со второго

Ч делител  3 частоты

. (M,),

-J

где Uq. - амплитуда импульсов.

На выходах коррел торов 9 и 10 имеем взаимно коррел ционные функции «67 ( « Т Cf)

Claims (2)

1. «дтСг co9 C4-to,j)pi;-zai -f ч-асо«{(ы,) -Zot- „ Rc,7 №) (cos(u.-4)pt--2al,j- d )- U)2)pt:-f Импульсные последовательности,соответствующие входным и выходным напр жени м коррел торов 9 и 10 представ лены на временной диаграмме (фиг.2 С выходов коррел торюв 9 и 10 сигналы Rg7 С) и R (Т) поступают на сумматор) 11, на выходе которого и„-21 ()pt-Zdi f- р-« Из этого выражени  видно, что обратйовращаюца с  составл юща  пол  фазовращател  вообще не содержитс  в выходном сигнале и поэт му не нуждаетс  в фильтрации. Предлагаемому устройству свойственен эффект, аналогичный эффекту фильтра обратной последовательност что позвол етв значительной мере снизить вли ние электрической и магнитной ассиметрии фаэовращател  С выхода сумматора 11 сигнал поступает на селектор 12 длительности импульсов, который определ ет условие существовани  коррел ционной св зи. Выходные импульсы селектора 12 длительности импульсов поступают на преобразователь 13 фаэакод и используютс  в качестве сигнальной импульсной последовательнос ти. В качестве опорной импульсной последовательности используютс  импульсы , получаемые с формировател  импульсов. Подключение формировател 6 импульсов к выходу формировател  4 двухфазного синусоидального позво л ет исключить погрешность преобраз вани , св занного с дрейфом фазовой фарактеристики последнего. Так как при возможном дрейфе фазовой характеристики формировател  4 двухфазно синусоидального напр жени  опорна  импульсна  последовательность и импульсна  последовательность,несуща  информацию о входном угле смешаютс  по фазе на одну и ту же величину Питание фазовращател  осуществл етс  высокочастотным напр жением, а измерение фазы происходит на низкой частоте, что позвол ет получить высокую разрешакхцую способность преобразовател  и снизить тем самым требовани  к электронньм схемам обработки информации. Экономический эффект от использовани  данйого изобретени  обусловлен его техническими особенност ми. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого соединен со входами двух делителей частоты, выход первого из которых соединен со входом формировател  двухфазного синусоидального напр жени , выходы которого соединены со входами фазовращател ,три формировател  импульсов, выход первого из которых соединен с первым входом преобразовател  фаза-код, отличающийс  тем, что, с Целью повышени  точности преобразовател , в него введены два коррел тора , сумматор и селектор длительности импульсов, причем вход первого формировател  импульсов соединен с одним из выходов формировател  двухфазного синусоидального напр жени , двух других формирователей импульсов соединены с соответствующими выходами фазовращател , а выходы с первым входами коррел торов, вторые входы которых соединены с выходом второго делител  частоты, выхйды коррел торов соединены со входами суквлатора, выход которого соедийен со входом селектора длительности импульсов, выход которого соединен со вторым входом преобразовател  фаза-код. . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 569843, кл, G 01 В 7/30,1975.
2. 2. Эле стротехнические преобразователи угла с электрической редукцией . Под ред. А.А. Ахметжанова.М., Энерги , 1978, с. 143-148 (прототип ) .

   О,