Преобразователь угол-код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/04 

(Л

с

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД, содержащий источник питания, соединенный с датчиком угла параметрического типа, цифровой фазометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два фильтра, а источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, один выход датчика угла параметрического типа через первый фильтр подключен к одному входу цифрового фазометра, а другой выход датчика угла параметрического типа через второй фильтр подключен к другому входу цифрового фазометра.

со

СП N5

СГ1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи измеряемой аналоговой величины, представленной в виде угла поворота входного вала, с цифровым вычислительным устройством. . Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, входные обмотки которого подключены к источнику синусоидального напряжения, изменяющегося с первой частотой, выходные обмотки фазовращателя подключены к первому и второму входам перемножителей, на третьи входы которых подключены соответственно синусоидальный и косинусоидальный сигналы, изменяющиеся со второй частотой, выходы перемножителей подключены к сумматору, в котором через низкочастотный фильтр фазовый сдвиг преобразуется в пропорциональный сдвиг фазы низкочастотного (разностного) сигнала, что позволяет увеличить разрещающую способность известного преобразователя 1. Недостатком известного преобразователя является сложность его реализации за счет использования двух источников питания и перемножителей. Наиболее близким к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индуктивный параметрический датчик угла, входы которого соединены с выходами источников постоянного тока и подключены к входам интегрирующего цифрового фазометра. Интегрирую,щий цифровой фазометр осуществляет усреднение следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов за оборот модулятора параметрического датчика угла и преобразование среднего значения фазового сдвига в код 2. Недостаток такого преобразователя обусловлен тем, что при усреднении интегрирующим фазометром N следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов случайная погрешность преобразования уменьшается только в VN раз и, следовательно, преобразователь имеет низкую точность преобразования при усреднении за один оборот. Увеличение числа усреднений, например интегрирование фазовых сдвигов за несколько оборотов модулятора датчика угла, приводит к увеличению времени преобразования и не всегда допустимо. Цель изобретения - повышение точности преобразователя угол-код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, содержащий источник питания, соединенный с датчиком угла параметрического типа, цифровой фазометр, введены два фильтра, а источник питания выполнен в виде источника переменного напряжения, один выход датчика угла параметрического типа через первый фильтр подключен к одному входу цифрового фазометра, а другой выход датчика угла параметрического типа через второй фильтр подключен к другому входу цифрового фазометра. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь угол-код содержит источник 1 переменного напряжения, подключенный к входу датчика 2 угла параметрического типа (например индуктивный параметрический датчик угла), первый фильтр 3, второй фильтр 4, цифровой фазометр 5. Преобразователь угол-код работает следующим образом. Датчик 2 угла параметрического типа несет информацию об угловом положении в виде изменяющихся во времени индуктивностей:Li +KSinuJt ; lz + Ksin (vOt +o(), где LO -среднее значение индуктивности; К - коэффициент модуляции; хл7 - частота модуляции, определяемая числом зубцов модулятора и скоростью его вращения; оС - угол поворота. Очевидно, что и полные комплексные сопротивления индуктивностей с учетом входного сопротивления фильтров 3 и 4 изменяются также по синусоидальному закону с частотойU. Так как одновременно изменяются во времени и напряжение источника 1 переменного напряжения и полные комплексные сопротивления с близкими частотамии иЛ,то появляется низкочастотная составляющая тока через параметрические индуктивности. Токи через параметрические индуктивности определяется по формулам SKnSinnu)-tl; 1з loSin (5it +f),.l ц Ipsin («t +f ). -f JJKnSinn (u)t-f rt)t где 1д - амплитуда тока; Л - частота источника .переменного напряжения 1; Ч - начальный фазовый сдвиг токов; Кд - коэффициенты ряда Фурье. Анализ выражения (2) дает спектр частот токов, который имеет следующие частоты: uJ-Й,Я 2U}-$г ЗьО-П, ... Первый 3 и второй 4 фильтры фильтруют токи одного и другого выхода датчика 2 угла пропуская только разностную частоту , которая- много меньше остальных частот спектра. На выходе первого 3 и второго 4 фильтров сигналы равны соответственно Ua Uosin (и)-Й) t +i U4 Uosin () t Таким образом, происходит преобразование фазовых сдвигов параметрических индуктивностей датчика 2 угла в пропорциональный сдвиг фаз низкочастотных сигналов.

Окончательное формирование кода угла осуществляется цифровым фазометром 5 обычного типа, который проще цифрового фазометра интегрирующего типа.

Целесообразно выбрать частоту источника 1 переменного напряжения 51 таким образом, чтобы разностная частота и $г равнялась частоте вращения модулятора датчика 2 угла параметрического типа. При этом усреднение технологических погрешностей преобразователя и время его преобразования будут соответствовать аналогичным параметрам прототипа.

Однако в предлагаемом преобразователе случайная составляющая погрешности уменьCt7

щится в N рзз, т.е. точность преобразователя повысится.

Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена его техническими преимуществами.