Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/64 

11

Изобретение относится к электромеханике и автоматике и может быть применено в устройствах преобразования перемещения вала вращающихся и линейных трансформаторов, индуктоси- нов в числовой код.

Целью изобретения является повышение температурной стабильности и быстродействия преобразователя.

На фиг.1 представлена функциональ ная схема преобразователяj на фиг.2- диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит генератор 1, счетчик 2 с предустановкой кода, формирователь 3 квадратурных напряжений, делитель 4, реверсивный счетчик 5, вращающийся трансформатор 6 со статорными и роторной обмотками (на фиг.1), дифференцирующую цепочку 7, элемент НЕ 8, элементы И 9 и 10, нуль-орган 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Делитель 4 и счетчик 2 имеют одинаковое количество состояний, а реверсивный счетчик 5 - не меньшее количество состояний, чем счетчик 2. На выходе делителя 4 образуется опорное напряжение U (фиг.2,а), которое сравнивается по фазе с напряжением, снимаемым с выхода нуль-органа 11. В результате этого сравнения поддерживается следующее фазовое соотношение Оередина импульса выходного напряжения и нуль-органа 11 соответствует заднему фронту опорного напряжения и. Обеспечение данного соотношения осуществляется следующим образом. Импульс выходного напряжения нуль-органа 11 разделяется на две составляющие: предшествующую и следующую за задним фронтом импульса опорного напряжения. Это разделение осуществляется элементами И 9 и 10 и НЕ 8. Составляющие заполняются импульсами с генератора 1, формируя пачки импульсов Ug и (фиг.2). Питающее напряжение вращающегося трансформатора 6 формируется с помощью счетчика 2 с предустановкой кода и формирователя 3 квадратурных напряжений. Изменение кода предустановки счетчика 2 приводит к изменению фазы выходного сигнала счетчика 2 и, как следствие, к пространственному повороту noj iH вращающегося трансформатора 6. Если фазовые соотношения сигналов и, и таковы, что пачки Ug и равны между собой (фиг. 2,а.

3160902

б,в,г), состояние реверсивного счетчика 5 в момент переноса кода, опре- деляемое передним фронтом сигнала U с помощью дифференцирующей цепочки 7

с В виде напряжения U- , остается неизменным. Фаза на выходе счетчика 2 при этом также не меняется. При повороте ротора вращающегося трансформатора 6 на угол 0 фаза выходного - fO напряжения U нуль-органа 11 меняется. При этом пачка счета назад оказывается больше пачки Uj счета вперед. Код реверсивного счетчика 5 при этом уменьшается и, как след15 ствие, уменьшается фаза выходного напряжения счетчика 2 и формирователя 3. Преобразователь возвращается к исходному фазовому соотношению напряжений и , и . При повороте вала

20 вращающегося трансформатора 6 в противоположную сторону (фиг.2,з) пачка счета вперед оказывается больше пачки счета назад и код в реверсивном счетчике 5 увеличивается. Это

5 приводит к увеличению фазы выходного напряжения счетчика 2 и формирователя 3, что вновь возвращает преобразователь к исходным фазовым соотношениям. При подобном построении преобразо30 вателя значительно уменьшаются температурные погрешности нуль-органа 11. Так изменение температуры приводит к отклонению выходного напряжения нуль- органа 11 от меандра. При этом длиJ5 тельность Т импульса становится равной

Т TO -t- ЛТ,

где Тр - длительность импульса меан- дра

40 лТ - температурное отклонение

длительности.

Причем /1Т складывается из отклонения длительности переднего ЛТ и заднего лТ фронтов. Если эти отклоне45 НИН одинаковы, они не влияют на точность преобразования, так как критериальные фазовые соотношения не нарушаются. Если они различны, результирующая погрешность определяется

Q разностью

Тр ЛТ - Л Tj. При отклонении ротора на угол о разница в длительности пачек счета вперед и назад составляет величину,

55 эквивалентную углу .с . В связи с этим в реверсивном счетчике 5 первый триггер выполняется холостым, т.е. без вывода информации. При этом полная компенсация угла поворота вала

достигается за один период питающего напряжения, что невозможно достичь в известном устройстве.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий вращающийся трансформатор, генератор и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности и быстродействия преобразователя, в него введены счетчик с предустановкой кода, формирователь квадратурных напряжений, делитель, дифференцирующая цепочка, нуль-орган, два элемента И, элемент НЕ, выход генератора соединен с входом делителя, со счетным входом счетчика с предустановкой кода и с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены со

счетными входами счета Вперед и Назад реверсивного счетчика соответственно, выход делителя соединен с вторым входом первого элемента И, через элемент НЕ - с вторым входом второго элемента И и входом дифференцирующей цепочки, выход которой сое- инeн с входом Перенос кода счетчика с предустановкой кода, выходы реверсивного счетчика являются выходами преобразователя и соединены с информационными входами счетчика с предустановкой кода, выход которого соединен с входом формирователя квадратурного напряжения, выходы формирователя квадратурного напряжения соединены со статорными обмотками вращающегося трансформатора, а роторная обмотка вращающегося трансформатора соединена через нуль-орган с третьими входами первого и второго элементов И.

П

Редактор Н.Лазаренко

Составитель Е.Бударина

Техред л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 2373/57Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Лроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I Li.

Изобретение относится к области электромеханики и автоматики и может быть использовано для преобразования перемещения вала вращающихся и линейных трансформаторов, индуктосинов в числовой код. Целью изобретения является повышение температурной стабильности и быстродействия преобразователя. Для этого в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор 1, реверсивный счетчик 5, вращающийся трансформатор 6, введены счетчик 2 с предустановкой кода, формирователь 3 квадратурных напряжений, делитель 4, дифференцирующая цепочка 7, нуль-орган 11, элементы И 9 и 10, элемент НЕ 8. Поставленная цель достигается за счет того, что корректируется фаза питающих напряжений вращающегося трансформатора 6 в зависимости от угла поворота вала, обеспечивая постоянную фазу выходного напряжения вращающегося трансформатора 6 относительно напряжения на выходе делителя 4. 2 ил. с € (Л со GD О