ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Российский патент 2009 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к области автоматического контроля и преобразования перемещений в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код (Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. М. «Энергия», 1974, с.138), содержащие фазовращатель, выполненный на базе синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входные обмотки которого подключены к формирователю синусного и косинусного напряжений, а выходная обмотка через усилитель подключена к фазочувствительному выпрямителю, генератор импульсов, подключенный к одним входам сумматора и вычитателя, к другим входам которых подключен выход фазочувствительного выпрямителя и реверсивный счетчик, подключенный к выходам сумматора и вычитателя. Недостаток данного преобразователя состоит в необходимости питания статорных обмоток СКВТ от преобразователя кода в напряжение с достаточно мощным выходом.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код по а.с. СССР №1499497, Кл. Н03М 1/50, 1988 г., содержащий источник квадратурных напряжений, выходы которого подключены к первому и второму входам фазовращателя, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к сигнальным входам первого, третьего, пятого и седьмого ключей, выходы которых соединены между собой и подключены к первому входу формирователя импульсов, сигнальные входы четвертого и шестого ключей соединены с общей шиной, сигнальные входы второго и восьмого ключей подключены к выходу амплитудного детектора, вход которого подключен к точке соединения одного из концов первичной обмотки фазовращателя с измерительным резистором, выходы второго, четвертого, шестого и восьмого ключей соединены между собой и подключены ко второму входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами третьего и четвертого, первого и второго, седьмого и восьмого, пятого и шестого ключей, третий и пятый выходы блока управления подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И, пятый выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и с входом синхронизации регистра. Генератор импульсов высокой частоты, выход которого соединен с первыми входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам счетчика. Этот преобразователь выбран в качестве прототипа.

Недостатком этого преобразователя является большое количество ключей, коммутирующих входные напряжения, что приводит к снижению надежности устройства и увеличению коммутационных помех.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности устройства и снижение коммутационных помех за счет уменьшения количества коммутирующих элементов - ключей.

Поставленная задача достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник квадратурных напряжений, выходы которого подключены к первому и второму входам фазовращателя, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к сигнальным входам первого, третьего, четвертого и пятого ключей, выходы которых соединены между собой и подключены к первому входу формирователя импульсов, сигнальные входы второго и шестого ключей подключены к выходу амплитудного детектора, вход которого подключен к точке соединения одного из концов первичной обмотки фазовращателя с первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выходы второго и шестого ключей соединены между собой и подключены ко второму входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами третьего, первого и второго, пятого и шестого, четвертого ключей, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И, пятый выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и с входом синхронизации регистра, генератор импульсов высокой частоты, выход которого соединен с первыми входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам счетчика, введен резистор, первый вывод которого соединен с вторым входом формирователя импульсов и выходами второго и шестого ключей, а второй вывод резистора соединен с общей шиной.

Суть изобретения поясняется чертежом, где изображена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код. Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 квадратурных напряжений, фазовращатель 3, измерительные резисторы 2 и 4, амплитудный детектор 5, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой ключи 6, 7, 8, 9,11, 12, резистор 10, формирователь 13 импульсов, блок 14 управления, генератор 15 импульсов высокой частоты, первый и второй элементы И 16 и 17, счетчик 18, регистр 19, общую шину 20.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 питания на входы фазовращателя 3 подаются квадратурные напряжения. При этом на выходах фазовращателя 3 появляются квадратурные напряжения, сдвинутые относительно напряжений на измерительном резисторе 2 на угол поворота вала фазовращателя 3. Напряжения с измерительных резисторов 2,4 и выходных обмоток фазовращателя 3 подаются на ключи 6, 8, 9 и 11. Уровни напряжений, с которыми сравниваются напряжения, подаваемые с измерительных резисторов 2, 4 и с выходных обмоток фазовращателя, подаются на ключи 7 и 12. На сигнальные входы ключей 7 и 12 подается напряжение с выхода амплитудного детектора 5. На втором входе формирователя 13 импульсов присутствует нулевой уровень напряжения, кроме тех временных интервалов, когда открыты ключи 7 или 12. В эти интервалы времени через ключи 7 и 12 на второй вход формирователя 13 импульсов подаются компенсирующие напряжения с выхода амплитудного детектора 5. На вход амплитудного детектора 5 подается синусоидальное напряжение с измерительного резистора 19. Выходы ключей 6, 8, 9 и 11 подключены к первому входу формирователя 13 импульсов. Блок 14 управления открывает ключи 8 и 9 и попарно открывает ключи и 6, 7 и 11, 12. Импульсы с третьего и четвертого выходов блока 14 управления поступают на вторые входы элементов И 16 и 17 и синхронизируются импульсами высокой частоты, поступающими с выхода генератора 15 на первые входы элементов И 16 и 17. Это исключает возможность пропуска хотя бы одного импульса. Цифровой код с выхода счетчика 18 записывается в регистр 19.

В результате, когда ключи 7 и 12 закрыты, синусоидальные напряжения, поступающие на первый вход формирователя 13 импульсов сравниваются с нулевыми уровнями напряжений, а когда ключи 7 и 12 открыты, синусоидальные напряжения сравниваются с выходными напряжениями амплитудного детектора 5.

Введение резистора позволило исключить из схемы два ключа и уменьшить количество связей.

В предлагаемом преобразователе угла поворота вала в код, за счет упрощения схемы повышается надежность устройства и уменьшаются коммутационные помехи.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.

Предлагаемое изобретение относится к области автоматического контроля и преобразования перемещений в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности устройства и снижение коммутационных помех. Поставленная задача достигается применением преобразователя угла поворота вала в код, отличающегося тем, что в него введен резистор, первый вывод которого соединен с вторым входом формирователя импульсов и выходами второго и шестого ключей, а второй вывод резистора соединен с общей шиной. 1 ил.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник квадратурных напряжений, выходы которого подключены к первому и второму входам фазовращателя, первый выход которого соединен с первым выводом первого измерительного резистора, с сигнальным входом первого ключа, с входом амплитудного детектора, при этом второй вывод первого измерительного резистора соединен с общей шиной, второй выход фазовращателя соединен с сигнальным входом третьего ключа, третий выход фазовращателя соединен с сигнальным входом четвертого ключа, напряжение с второго измерительного резистора и с четвертого выхода фазовращателя подается на пятый ключ, выходы первого, третьего, четвертого и пятого ключей соединены между собой и подключены к первому входу формирователя импульсов, сигнальные входы второго и шестого ключей подключены к выходу амплитудного детектора, а выходы второго и шестого ключей соединены между собой и подключены ко второму входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами третьего, первого и второго, пятого и шестого, четвертого ключей, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И, пятый выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и с входом синхронизации регистра, генератор импульсов высокой частоты, выход которого соединен с первыми входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам счетчика, цифровой код с выхода которого записывается в регистр, отличающийся тем, что в него введен резистор, первый вывод которого соединен с вторым входом формирователя импульсов и выходами второго и шестого ключей, а второй вывод резистора соединен с общей шиной.