Преобразователь угла поворота вала в напряжение Советский патент 1986 года по МПК H03M1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления исполнительными механизмами.

Цель изобретения - повьппение точ- ности и расширение рабочего диапазона преобразователя.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь угла поворота вала в напряжение содержит измерительные формирователи 1 и 2 импульсов, опорньш формирователь 3 импульсов, нуль-орган 4, дифференцирующий элемент 5, вентиль 6, фазосдвигающую цепь 7, фазовращатель 8, триггеры 9 и 10, интеграторы П и 12, блок

13переключения каналов, компараторы

14и 15, триггер 16, формирователь 17 импульсов, инвертор 18, формирователь 19 импульсов, элемент ИЛИ 20, реле 21, сумматор 22, источник 23 опорного напряжения.

Преобразователь работает следуюч щим образом.

С выходор фазовращателя 8 на входы измерительного формирователя 1 импульсов и опорного формирователя 3 импульсов поступает соответственно информативное и опорное напряжения синусоидальной формы. При этом информационный сигнал сдвинут по фазе относительно опорного на угол, про- порциональный углу поворота вала сельсина. Одновременно на другой измерительный формирователь 2 импульсо этот же информационный сигнал подается через фазосдвигающую цепь 7, осуществляющую дополнительный сдвиг по фазе.

В момент перехода синусоидального сигнала через нуль из области от- рицательных в область положительных значений на выходах формирователей 1 и 2 импульсов формируются кратковременные импульсы, ;-сдвинутые на время, пропорциональное измеря- емому углу поворота, и на это же время плюс время, соответствующее постоянному сдвигу фазна фазосдвигаНа первом обороте вала при уг

ющей цепи 7. Выходные импульсы формирователей 1 и 2 поступают на S-вхо-55 поворота, величина которых ды триггеров 9 и 10, на R-входы koVo- меньше граничного значения cirp. рых подаются импульсы с выхода опор- напряжение на входе компаратора ного формирователя 3.15 меньше опорного, и сигнал на

На выходе триггера 10 формируется последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых прямо- пропорциональна углу поворота вала, а длительность импульсов, формируемых триггером 9, составляет величину:

Toi+Tcp То,+Т(,-Т„

при Dt j при ос + (

где Т - временной сдвиг между опорными и измерительным сигналами, соответствующий углу « поворота вала; TU, временной сдвиг, обусловленный фазосдвигающей цепью, обеспечивающей углово сдвиг, равный срр ; Т„ - период гармонического сигнала, питающего фазовращатель.

Выходные сигналы триггеров 9 :и 10 поступают на входы соответствующих интеграторов 11 и 12, в которых длительности сигналов преобразуются в амплитуду постоянного напряжения. Напряжение с выхода интегратора 12 поступает на соответствующий контакт реле 21, а напряжение с выхода интегратора 11 - на вход сумматора 22, где суммируется с напряжением, величина которого соответствует фазовому сдвигу if измерительного напряжения на фазосдвигающей цепи 7, и подается на соответствующий контакт реле 21. Одновременно выходные сигналы интеграторов 11 и 12 поступают на входы блока 13 переключения каналов. Реле 21 переключается сигналом с выхода триггера 16, на S-вход которого подается выходной сигнал компаратора 15, а на R-вход - сигнал с выхода элемента ИЛИ 20, объединяющего сигналы с формирователей 17 и 19 импульсов.

Формирователь 17 импульсов формирует импульс при появлении сигнала единичного уровня с выхода компаратора 14, а формирователь 19 формирует импульс при появлении единичного уровня сигнала на выходе инвертора 18.

На первом обороте вала при уг поворота, величина которых меньше граничного значения cirp. напряжение на входе компаратора 15 меньше опорного, и сигнал на

его выходе равен О, при углах поворота, величина которьпс больше ifrpi и до 2 if, сигнал с учета фазового сдвига fjN , осуществляемого фазо- сдвигающей цепью 7, при углах поворота вала, меньших величины (2ЧГ- с Ч гр.4), устанавливается сигнал единичного уровня, а при углах поворота от (2 --q j-i|rp.i) ДО второго граничного значения (f гр.2 сигнал нулевого уровня, а затем вновь единичного.

При появлении сигнала единичного уровня на выходе компаратора 14 при первом обороте вала сельсина на выходе элемента ИЛИ 20 формируются импульсы, устанавливающие триггер 16 в нулевое положение. При этом реле 21 обесточено и на выход преобразователя проходит сигнал с компаратора 15 через его нормально замкнутые контакты. Если угол поворота вала превышает сргр, 27, на выходе компаратора 15 устанавливается сигнал единичного уровня, переключающий триггер 16 в единичное состояние. При этом реле 21 сраба- тьшает и на выход преобразователя проходит сигнал с выхода сумматора 22. Таким образом исключается неустойчивая работа преобразователя в диапазоне изменения угла поворота вала 0,2 и динамический диапазон его работы расширяется до предела 47-4,.

Неустойчивая работа преобразова- теля в случае обратного вращения вала в диапазоне углов от 4 ii - dj до О исключается переключением выхода преобразователя на выход интегратора 11 при углах поворота. 2 M-(fc ifrp-i

(f

rp.2

Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в напряжение, содержащий фазосдви- гающую цепь, выход которой соединен с входом первого измерительного формирователя импульсов, первый триг,г

VutJ

гер, первый интегратор, сумматор, первый компаратор, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, инвертор, второй

компаратор, фазовращатель, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности и расширения рабочего диапазона .преобразователя, в него введены второй измерительный

формирователь импульсов, опорньй формирователь импульсов, второй и третий триггеры,источник опорного напряжения, второй формирователь импульсов, второй интегратор, элемент

ИЛИ и реле, первый выход фазовращателя соединен с входами фазосдвига- ющей цепи и второго измерительного формирователя импульсов, а второй выход - с входом опорного формирователя импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго измерительных формирователей импульсов, вьпсод первого триггера соединен через первый интегратор с первыми входами первого компаратора и сумматора, вторые входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход первого компаратора соединен через инвертор и второй формирователь импульсов с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, выход второго триггера соединен через второй интегратор с нормально замкнутым контактом реле и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с обмоткой реле, выход сумматора соединен с нормально разомкнутым контактом реле,.подвижный контакт которого является выходом преобразователя.

Изобретение предназначено для использования в системах управления исполнительными механизмами. Целью изобретения является повьшение точности и расширение рабочего диапазона преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий фазосдвига- ющую цепь, первый измерительный формирователь импульсов, первый триггер, первый интегратор, два компаратора, сумматор, фазовращатель, введены второй формирователь импульсов, второй интегратор, элемент ИЛИ, реле, второй измерительный формирователь импульсов, опорный формирователь импульсов, второй и третий триггеры и источник опорного напряжения. На выходах измерительных формирователей импульсов и опорного формирователя им1тульсов из напряжений фазовращателя формируются фазовые импульсы, из которых триггерами формируются временные ворота. Анализируя длительность временных ворот, блок переключения каналов формирует выходные напряжения в широком диапазоне углов поворота вала фазовращателя. 2 ил. (Л