Измеритель параметров перемещения Советский патент 1991 года по МПК G01P3/489 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в системах стабилизации скорости электроприводов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена схема измерителя параметров перемещения.

Измеритель параметров перемещения содержит генератор (Г) 1 импульсов, счетчик (СЧ) 2, формирователь гармонических сигналов (ФГС) 3, вращающийся трансформатор (ВТ) 4, блоки умножения (БУ) 5,6, блок синусно-косинусного преобразования (БСКП) 7, блок вычитания (БВ) 8, компаратор (К) 9, логический элемент (Л Э) 10, цифровые интеграторы (ЦИ) 11,12, регистр 13 (Р). формирователь импульсов (ФИ) 14.

Выход Г 1 подключен ко входу СЧ 2 и к счетным входам ЦИ 11,12, выход СЧ 2 подключен ко входу ВТ 4 через ФГС 3, второй выход СЧ 2 соединен через ФИ 14 со входом синхронизации Р 13 и с входом обнуления ЦИ 12 первый выход ВТ 4 соединен с первым входом БУ 5, второй выход ВТ 4 соединен с первым входом БУ 6, выходы БУ 5 и 6 подключены соответственно к первому и второму входам Б В 8, выход которого подключен ко второму входу ЛЭ 10 через К 9, первый вход ЛЭ 10 соединен со вторым выходом СЧ 2, выход ЛЭ 10 подключен к управляющим входам ЦИ 11,12. Выход ЦИ 11 является выходом измерителя параметров перемещения и соединен со входом БСКП 7, один выход которого подключен ко второму входу БУ 5, а другой выход - ко второму входу БУ

О

ю

а

Ох

б, кроме того, выход ЦП 12 подключен ко входу Р 13, выход которого является дополнительным выходом измерителя параметров перемещения.

Измеритель параметров перемещения работает следующим образом.

Г 1 вырабатывает последовательность импульсов с частотой fr, которая поступает на вход СЧ 2 и на входы ЦИ 11,12. На выходе СЧ 2 формируется двоичный линейно нарастающий код (цифровая пила) с частотой

fc

JL

No

где No - объем СЧ 2,

поступающий на вход ФГС 3, на выходе которого формируется синусоидальное напряжение для запиткиВТ4

U0 UmaxSin 0)0 t,

второй вход которого поступает сигнал со старшего разряда СЧ 2. ЛЭ 10 реализует логическую операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Его выход соединен со входом Направление счета ЦИ 11. В зависимости от знака выражения sin(0-N)сигналы на входы ЛЭ 10 приходят либо в фазе, либо в проти- вофазе. Выходной сигнал ЛЭ 10 имеет значение логической 1 или О, а ЦИ 11

соответственно суммирует либо вычитает импульсы П. приближая значение N к значению в вплоть до их численного равенства. Таким образом число N является двоичным эквивалентом измеряемого

угла в.

ЦИ 12 включен аналогично ЦИ 11, однако снабжен входом обнуления, на который с выхода ФИ 14 поступают импульсы, длительность которых минимальна, но достаточна для обнуления ЦИ 12, а период следования

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в схемах стабилизации скорости электроприводов. При повороте вала вращающегося трансформатора 4 напряжения с его выходных обмоток, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, умножаются в первом и втором блоках умножения 5 и 6 соответственно на код косинуса и синуса измеренного устройством угла поворота. Выходные напряжения блоков умножения 5 и 6 поступают на блок вычитания 8. на выходе которого имеется сигнал Ди, зависящий от величины рассогласования измеренного значения углового положения и текущего углового положения ротора вращающегося трансформатора. Этот сигнал через компаратор 9 и логический элемент 10 управляет первым и вторым цифровыми интеграторами 11 и 12, на выходе которых формируется код измеренного углового положения и скорости. 1 ил. со с

численно равна со0 -

No

При повороте вала ВТ 4 на угол в а его выходных обмотках вырабатываются напряжения, амплитуда которых пропорциональна синусу и косинусу угла поворота вяла, т.е.

где Umax - амплитуда напряжений на входе ВТ 4, (DQ- угловая частота запитки ВТ 4,

2лгтг

Ц UBT sin ftio t sin в Uc UBT sfn «о t cos в,

(1)

где UBT-амплитуда выходного напряжения ВТ 4.

Напряжения Us с синусной обмотки ВТ 4 умножается в БУ 5 на цифровой код Nc, подаваемый с косинусного выхода БСКП 7, а напряжение Us с косинусной обмотки умножается в БУ 6 на цифровой код Nc, подаваемый с синусного выхода БСКП 7. Выходные напряжения БУ 5 и 6 вычитаются о БВ 8, на выходе которого полумается напряжение

AU UsNc-UcNs.

(2)

где , Ns slnN; N - число в двоичном коде на выходе ЦИ 11. Проводя очевидные тригонометрические преобразования, напряжение AU можно представить в виде

AU (Wt sin(0-N). (3) Напряжение A U с выхода БВ 8 поступает через К 9 на первый вход ЛЭ 10, на

Т -

(Do

И)

5

0

5

- 0 5

50

55

Таким образом, на выходе ЦИ 12 формируется число, эквивалентное приращению измеряемого угла в за время Т, т.е. частоте вращения вала. Результат счета хранится в Р 13.

Измеритель параметров перемещения формирует на выходах коды угла поворота и частоты вращения, обладает повышенным быстродействием в установившемся режиме.

Формула изобретения

Измеритель параметров перемещения, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик, формирователь гармонических сигналов, механически сочлененный с валом, вращающийся трансформатор, первый и второй блоки умножения, блок вычитания, компаратор, цифровой интегратор, блок синусно- косинусного преобразования, один выход которого подключен ко второму входу первого блока умножения, а другой выход подключен ко второму входу второго блока умножения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него введены формирователь импульсов, логический элемент, второй цифровой интегратор, регистр, выход которого образует дополнительный выход измерителя параметров перемещения, причем первый вход логического элемента соединен со вторым выходом счетчика, второй вход соединен с выходом компаратора, выход логического элемента соединен с управляющими входами первого и второго цифровых интеграторов, выход второго интегратора соединен со входом регистра, вход синхронизации регистра и вход обнуления второго цифрового интегратора объединены и подключены ко второму сыходу счетчика через формирователь импульсов, а объединенные счетные входы первого и второго цифровых интеграторов соединены с выходом генератора импульсов.