Преобразователь угловых перемещений Советский патент 1985 года по МПК H03M1/22 

Изобретение относится к иэмери.эльной технике и может быть исполь уовано в ияформационно-иэмерительйых системах для точного измерения угловых перемещений. Известен преобразователь, содержащий синусно-косинусный вращающий;ся трансформатор (СКВТ), сравнивающее устройство, регистр управления 1ЩФРОВОЙ потенциометр и коммутатор каналов, в котором косинусная обмот ка СКВТ через коммутатор каналов подключена к цифровому потенциометр выполняющему роль функциональной обр.атнрй связи, который совместно с сопротивлением нагрузки аппроксилмрует тангенсную зависимость Щ. Однако точность преобразования существенным образом зависит от числа участков аппроксимации и в пределах 45 не может быть высокой Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является пр образователь угловьрс перемещений, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которо го соединен с шиной питания, один выход непосредственно, а другой через фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, выход которого соединен через дифференцирующую цепь с первым входом триггера, формирователь импульсов, выходы которого соединены с входами элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с фильтром постоянной составляющей 2 . Однако выходная характеристика такого преобразователя имеет неопре деленность вблизи нуля градусов, что обуславливает невозможность пр образования малых угловых перемещений вблизи нуля градусов. Кроме то.го, такому преобразователю свойстве но наличие мертвой зоны, т.е. таких значений угловых перемещений, при которых преобразователь нерабо тоспособен. В целом зто приводит к снижению надежности преобразователя . Целью изобретения является повы шение надежности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угловьк перемещений, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с миной питания, один выход непосредственно, а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтр постоянной составляющей, введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питания, вход второго компаратора соединен с выходом сумматора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход KOTopord соединен с входом фильтра постоянной составляющей, шина питания соединена через последовательно соединенные второй фазосдвигающий блок и третий компаратор с входом формирователя импульсов, вькод которого соединен с первым входом третьего элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом триггера. На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя угловых перемещений; на фиг. 2 - выходная характеристика преобразователяi на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Преобразователь угловых перемещений содержит синусно-косинусный « вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, фазосдвигающий блок 2, сумматор 3, компараторы 4 и 5, элементы И 6, 7 и 8, фильтр 9 постоянной составляющей, фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 импульсов, инвертор 14, триггер 15. На фиг. 2 обозначено: Ug - напряжение на выходе фильтра 9, Ujj напряжение на выходе триггера 15. На фиг. 3 обозначено; 16 - напряжение питания СКВТ 1; 17, 18 и 19 соответственно эпюры вькодных Напряжений фазосдвигающего блока 10, компаратора 11, формирователя 13 импульсов; 20-25 - эпюры выходных сигналов синусной обмотки СКВТ 1, компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 при угловых перемещениях в пределах а о oi «: 180°, где ot - угол поворо та вала СКВТ 1; 26-31 эпюры выходны сигналов синусной обмотки СКВТ 1, компаратора 12, инвертора 14, элементов И 7 и 8, триггера 15 при угловых перемещениях в пределах 180° ос 360°. Преобразователь угловых перемещений работает следующим образом. С помощью СКВТ 1, фазосдяигающег блока 2, cyi finaTopa 3 образован фазовращатель, фаза вьпсоднвго напряже ния которого пропорциональна угловому перемещению. При изиерении полезного фазового сдвига в качестве опорного напряжения используется напряжение (фиг. 3) пита1ния СКВТ 1. Измерение фазового сдвига осуществляется при помоп ко№1арато ров 5 и 4, элемента И 6 и фильтра 9 постоянной составляющей. В резуль тате величина напряжения на выходе фильтра 9 постоянной составляющей пропорциональна угловому перемещению в пределах 0-180 (см. фиг. 2) Однако для получения объективной информации в пределах 0-360 необхо димо знать знак углового перемещени Фазосдвигающий блок 10, компараторы 11 и 12, формирователь 13 коротких импульсов, инвертор 14, элементы И 7 и 8 и триггер 15 выполняют функцию определения знака,Т.е. устраняют неоднозначность отсчета. Работа перечисленных элементов сводится к сравнению фаз напряжения питания СКВТ 1 и одного к его выходных напряжений (которые могут 14 быть синфазны либо пpoтивoфaзны, в результате которого на выходах элементов И 7 и 8 вырабатываются управляющие импульсы (см. фиг. 3), которые подаются соответственно на R -и 5 -входы Я6 -триггера 15, производя изменение его состояния или подтверждая его. Состояние триггера 15 несет информацию о знаке, т.е. в каких пределах находится угол поворота: О-ISO или 0-(-180) . Как видно из фиг. 3, при угловых перемещениях, лежащих в пределах 0° с ос teO, короткие управляющие импульсы появляются на выходе элемента И 8 и на 5 -входе R5 -триггера 15, а при угловых перемещениях 180 . зС 360 - на выходе элемента И 7 и на R - входе 85 -триггера 15. Таким образом, управляющие импульсы устанавливают триггер 15 при угловых перемещениях О ice 4 180 в состояние единицы, а при угловых перемещениях 180 оС 360 - в ноль. Фазосдвигаю1ций блок 10 необходим для того, чтобы короткие выходные импульсы формирователя 13 коротких импульсов не приводились бы на фронтЫ| выходных импульсов компаратора 12. Таким образоМ, в предлагаемом yetройстве нет мертвых зон, скачка выходной характеристики и неоднозначности отсчета в точке нуля градусов, в результате чего повышается надежность преобразования. Преобразование угловьк перемещений производится в пределах .

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого соединен с шиной питания, один выход непосредственно, а другой через первый фазосдвигающий блок соединены с входами сумматора, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, фильтр постоянной составляющей, о т л ич ающи и с я тем, что, с целью fauT повьшения надежности преобразовате ля, в него введены второй фазосдвигающий блок, четыре компаратора, инвертор, второй и третий элементы И, вход первого компаратора соединен с шиной питания, вход второго компаратора соединен с выходом сумматора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с входом фильтра постоянной составляющей, шина питания соединена через последовательно соединен- : ные второй фазосдвигающий блок и третий компаратор с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего (О элемента И, другой выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора соединен с входом четвертого компаратора, выход которого соеди§ нен с вторым входом первого элемента И непосредственно и через инвертор с вторым входом третьего элемента |ооИ, выход третьего Элемента И соеди s| нен с вторым входом триггера. ел 00

иг.2

.m

t

t

VcX4J50

t

t

Фиг.З