Преобразователь угла поворота вала во временной интервал Советский патент 1987 года по МПК H04B3/46 G01B7/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения угла поворота вала путем его преобразования во временной интервал.

Цель изобретения - повышение достоверности за счет контроля исправности синусно-косинусного вращающегося трансформатора при одновременном упрощении схемы преобразователя.

На чертеже представлена структурная электрическая схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала во временной интервал содержит .синусно-косинусный вращающийся трак- сформатор (СКВТ) 1, фазовый дискрими .натор 2, состоящий из первого и второго нуль-органов 3 и 4, первый и второй формирователи 5 и 6 импульсов каждый из которых состоит из элемен

(6)

вата НЕ 5, (6,)5 элемента 5 держки и элемента И 5э (63 сдвигающий элемент 7, операционный усилитель 8, фильтр.9 нижних частот, двойной компаратор 10, источник 11 эталонных напряжений, RS-триггер 12,

Преобразователь работает следующи образом.

Первый и второй формирователи 5 и 6 импульсов состоят из элемента И ), выход и первый вход которого являются выходом и входом соответственно каждого формирователя 5(6) импВ льсов, второй вход элемента И 5з(6) соединен со входом каждого формирователя 5(6) импульсов через соединенные последовательно элемент 5,2 (63) .задержки и элемент НЕ 5, (6,).

По положительному фронту сигнала на входе на выходе соответствующего формирователя 5(6) импульсов форми- руется импульс лог.1, длительность которого опредеогйется элементом 5(6j) заде.ржки.

Фазосдвигающий элемент 7 представляет собой фазовращатель на основе операционного усилителя и обеспечивает сдвиг по фазе выходного сигн.ала по отношению к вырсодному на П /2,

Двойной компаратор 10 представляет собой устройство, состоящее из двух компараторов, выходы которых объединены и являются контрольным выходом преобразователя. На синусную и косинусную обмотки СКВТ 1 поступа- ют гармонические напряжения равной амплитуды и сдвинутые по фазе одно

0

относительно другого наТТ/2. Угол сдви1 а по фазе напряжения на второй обмотке СКВТ 1 равен углу поворота его ротора, связанного с валом, амплитуда напряжения не зависит от угла поворота.

На соответствующем выходе фазового дискриминатора 2, состоящего из первого и второго нуль-органа 3 и 4 формируется меандр, принимающий значение .лог.1, при положительной полуволне напряжения на входе. На выходе соответствующего формирователя 5(6) импульсов, при положитель ном переходе через О напряжения на выходе определенного нуль-органа 3(4), формируется короткий импульс лог.1. Импульсом с этого формирователя 5 импульсов на выходе RS-триггера 12 устанавливается лог.1, импульсом от второго формирователя 6 импульсов - лог.О. Т.аким образом, на информационном выходе преобразовате ля формируются импульсы, длительность которых-определяется углом поворота- вала.

На выходе операционного усилителя 8 формируется напряжение U: ;

30

и и. + и

(1)

35

где и - постоянная составляющая;

Ur« - переменная составляющая.

Причем

и„ /2Ug R/Z

и, П„ (1 + 2R/R . ),

(2) (3)

0

где и

R

ех

5

и

0

5

входное напряжение; сопротивление между выходом и первым входом операционного усилителя 8; модуль комплексного сопротивления синусно-косинус- ной обмотки СКВТ 1; напряжение смещения, поступающее на второй вход операционного усилителя 8 от источника 11 эталонных напряжений; активное сопротивление цепи синусно-косинусной обмотки СКВТ 1.

Из выражения (3) следует, что постоянная составляющая напряжения на выходе операционного усилителя 8 определяется активным сопротивлением: цепей синусной и косинусной обR

oSc

моток СКВТ 1, иначе говоря, величина постоянной составляющей позволяет судить об исправности цепей синусной и косинусной обмоток СКВТ 1.Постоянная составляющая, выделенная фильтром 9 нижних частот, сравнивается двойным компаратором 10 с максимальным и минимальным допустимыми значениями, которые задаются источричной обмотки сииусно-косинусного .вращающегося трансформатора, второй вывод которой соединен с общей шиной, о тличающийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет контроля исправности синусно- косинусного вращающегося трансформатора при одновременном упрощении схемы преобразователя, введены источниником 11 эталонных напряжений и оп- 10 ки эталонных напряжений, двойной ком- ределяются из выражений (4) и (5):

(1 + R(R f.+

ООМ.МЛН

и и

макссм

паратор, RS-триггер, первый и второй формирователи импульсов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных элемента НЕ, вход которого является входом формирователя импульсов, элемента задержки и элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента НЕ, а выход элемента И является выходом формирователя импульсов, фазовый дискриминатор выпол- нен в виде первого и второго нуль-органов, вход и выходпервого нуль-органа являются соответственно первым входом и первым выходом фазового дискриминатора, вторым входом и выходом которого является соответственно вход и выход-второго нуль-органа, вход и выход фазосдвигающего элемента соединены соответственно с первым входом

о-Умч oS«MMH схУм.н

) (4) 5

UCH (1

+ R

о5м .н

+ R(R н

ООМ.

) (R..R .

ООН.макс оом-н

), (5)

где ROS R

м. Макс,

оом.н., р

ООН.мин

- минимальное, максимальное допустимые и номинальное значения активного сопротивления синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 Если цепи синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 исправны и постоянная составляющая напряжения на выходе on рационного усилителя 8 в допустимых пределах, от двойного компаратора 10 на контрольный выход преобразователя поступает лог.О, если в синусной и косинусной обмотках СКВТ 1 неисправ- ность, постоянная составляющая выходит из области допустимых значений и на .контрольный выход преобразователя поступает лог.1.

Ф о р мула изобре

тения

/

Преобразователь угла поворота вала во временной интервал,содержащий си- нусно-косинусный вращающийся трансформатор, операционный усилитель, фильтр нижних частот, фазосдвигающий элемент, фазовый дискриминатор,первый вход которого, соединенный с первым выводом синусной .обмотки синус- но-косинусного вращающегося трансформатора, является входом преобразователя, второй вход фазового дискриминатора соединен с первым выводом вто

ВНИИПИ

Заказ 7287/58

Подписное

- - -- - - - - f J -L- --, ц

Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород,, ул. Проектная, 4

ричной обмотки сииусно-косинусного .вращающегося трансформатора, второй вывод которой соединен с общей шиной о тличающийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет контроля исправности синусно- косинусного вращающегося трансформатора при одновременном упрощении схемы преобразователя, введены источники эталонных напряжений, двойной ком-

10 ки эталонных напряжений, двойной ком-

5

0

5

паратор, RS-триггер, первый и второй формирователи импульсов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных элемента НЕ, вход которого является входом формирователя импульсов, элемента задержки и элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента НЕ, а выход элемента И является выходом формирователя импульсов, фазовый дискриминатор выпол- нен в виде первого и второго нуль-органов, вход и выходпервого нуль-органа являются соответственно первым входом и первым выходом фазового дискриминатора, вторым входом и выходом которого является соответственно вход и выход-второго нуль-органа, вход и выход фазосдвигающего элемента соединены соответственно с первым входом

/ фазового дискриминатора и первым выводом косинусной обмотки синусно-ко- синусного вращающегося трансформатора, вторые выводы синусной и косинусной обмоток которого объединены и соединены с вычитающим входом операционного усилителя, выход которого через фильтр нижних частот подключен к первому вычитающему и первому суммирующему входам двойного компаратора, на второй вычитаюпщй и второй суммирующий входы которого и суммирующий вход операционного усилителя подключены соответствующие выходы источника эталонных напряже5 НИИ, первый и второй выходы фазового

дискриминатора подключены соответственно к входам первого и второго фор-, мирователей импульсов, выходы которых подключены соответственно к S-и Н-входам RS-триггера, выход которого является информационным выходом преобразователя, контрольным выходом которого является выход двоичного компаратора.

5

0

Тираж 637

Подписное

-L- --, ц

Изобретение, относится к радиотехнике. Цель изобре-тения - повышение достоверности за счет контроля исправности синусно- косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) при одновременном упрощении схемы преобразователя. Преобразователь содержит СКВТ 1, фазов 1Й дискриминатор 2, состоящий из двух нуль-органов 3 и 4, два формирователя импульсов (ФЙ) 5 и 6, состоящих из эл-тов НЕ 5 и 6, , эл-тов 5 и б 2 задержки ,„ и 63, фазосдвигшощий и эл-тов И 5, эл-т 7, операц,у-ль 8, фильтр 9 нижних частот, двойной компаратор (ДК) 1P, источник 11 эталонных напряжений и RS-триггера .12. С помощью , нуль-органов 3 и 4, ФИ 5 и 6 и RS-триггера 12 на информац. выходе преобразователя формируются импульсы, длительность которых опре- деляется углом поворота вала СКВТ 1, Об исправности цепей синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 судят по сигналам на контрольном выходе преобразователя. Эти cHTijamf получают путем сравненения в ДК 10 величины постоянной составляющей напряжения на , выходе у-ля 8 с максим, и миним.до- пустимыми значениями, заданньми источником 11. Цель достигается введением ФИ 5 и 6, ДК 10, источника 11 и RS-триггера 12. 1 ил. ш.