Преобразователь угловых перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения угловых перемещений.

Известен преобразователь угловых перемещений, содержащий синуснокосинусный датчик и измеритель фазовых сдвигов i .

Недостатком даннрго преобразователя является невысокая точность измерения и узкий диапазон преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суиности является преобразователь угловых перемещений содержащий синусно-косинусный датчик, фазосдвигающий блок,оподключенный К первому выходу датчика, два сумматора. Первые входы которых подключены к выходу фазосдвигающего блока, два компаратора, входы которых подключены к выходам сумматора, и триггерj входы которого подключены к выходам компараторов 2 .

Недостатками известного преобразователя яёляются неширокий диапазон преобразования и невысокая точность измерения, обусловленная наличием зон нечувствительности и скачков выходного сигнала в точках ноль и 180 . 1

Цель изобретения - повышегние точности измерения и расширение диа пазона преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь угловых перемещений, содержащий синуснокосинусный датчик, фазосдвигающий -блок, подключенный к первому выходу датчика,-два сумматора, первые входы которых подключены к выходу фазосдвигающего блока, два компаратора, входы которых подключены к вы.ходам сумматора, и триггер, входы которого подключены к выходам компараторов, снабжен блоком вьзделения знака, первый вход которого подключен к второму выходу датчика, а второй выход - к сети питания, двумя управляемыми инверторами, входы которых подключены к второму выходу датчика, а выходы - к вторым входам сумматоров, и триггером знака, входы которого подключены к выходам блока вьвделения знака, а выходы - к управляющим входам инверторов.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя угловых перемещений

Преобразователь содержит синусно-косинусный датчик (СКД) 1, управляекше инверторы 2 и 3, фазосдвигающий блок 4, сумматоры 5 и б, первые входы которых подключены к вУходу блока 4, компараторы 7 и 8 , входы которых подключены к выходам сумматорюв 5 и 6, триггер 9, включенный на выходе компараторов 7 и 8 блок 10 выделения знака, входы ко- торого подключены к выходу Датчика 1 и сети питания, и триггер 11 знака, входы которого подключены к выходам блока 10 выделения знака.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение с первого выхода СКД 1, пропорциональное косинусу углового перемещения, подается на вход фазосдвигающего блока 4, с помощью которого его фаза сдвигается на четверть периода, а амплитуда остается без изменений. Далее это напряжение подается на один из входов сумматоров 5 и б, на другие входы которых подаются напряжения с выходов управляемых инверторов 2 и 3, коэффициент передачи которых может быть либо +1, либо -1, в заЕ-ИСИМОСТИ от состояния триггера 11 знака . Причем иэмен§ние коэффициентов передачи управляемых инвертоipoB 2 и 3 происходит в тот момент, когда амплитуда их входных напряжений равна нулю, тем самым устраняется влияние на точность преобразования переходных процессов, возВикающих в них после коммутации.

Входы управляемых инверторов 2 и 3 соединены с вторым выходом СКД 1, напряжение на котором пропорционально синусу углового перемещения. Блок 10 выделения знака сравнивает фазу напряжения питания СКД 1 с фазой на одном из его выходов, на котором напряжение пропорционально синусу углового перемещения. В результате сравнения он вырабатывает управляющие сигналы, которые либо подтверждают, либо изменяют на противоположное состояние триггера 11 знака.

Например,при угловых перемещениях в пределах (0+180) коэффициен передачи управляемого инвертора 2 равен единице, а управляемого инвертора 3 - минус единице, тогда выходные напряжения сумматоров 5 и будут равны.

Us EmkTpSinwtcosoi+ErtiU pCoswtsinot Emk ечп(а)-Ь-юс).

U5 Et ik pSinu3tco 9o6-EiTik pCosul Imt Emk siii{(A3t -об.

где Em, (О -амплитуда и частота напряжения питания СКД 1, k-yp- коэффициент трансформации СКД 1.

В пределах (180-360)° триггер 11 знака изменит свое состояние, и изменятся на противоположные коэффициенты передачи управляемых инверторов 2 и 3,в результате чего

на выходах сукматоре 5 и б будут напряжения .

Us EmUTpSih(ui-(i6),

Ub E|Tlk,p5in{wt4.tt).

При увеличении угла поворота ot от О до 180 фазовый сдвиг между напряжениями 65 и U будет увеличиваться от О до Т, где Т - период напряжения питания СКД 1, а при

дальнейшем увеличении угла поворота фазовый сдвиг начнет уменьшаться от Т до О, С помощью компараторов 7 и 8 и триггера 9 фазовый сдвиг преобразуется в длительность импульсов.

Изобретение позволяет расширить диапазон измерения И повысить точность измерения за счет-устранения неоднозначности отсчета, скачков сигнала и уменьшения зоны нечувствительности.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ .ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий синусно-косинусный датчик, фаэосдвигающий блок, подключенный к.первому выходу датчика, два сумматора, первые входы //Ti/r которых подключены к выходу фазосдвигающего блока, два .компаратора входы которых подключены к выходам сумматора, и триггер, входы которого подключены к выходам -компараторов , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона преобразования, он снабжен блоком выделения знака, первый вход которого подключен к второму выходу датчика, а второй выход - к сети питания, двумя управляемыми инверторами, входы которых подключены к второму выходу датчикаf а выходы к вторым входам сумматоров, и триггером знака, входы которого подкдю- Щ чены к выходам блока вьщеления зна(Л ка, а выходы - .к управляющим входам инверторов.