Способ преобразования напряжения в перемещение объекта и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H03M1/66 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для связи источников информации с исполнительными устройствами.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем компенсации амплитудных изменений электрических сигналов перемещения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит дифференциальный датчик 1, выпрямитель 2, генератор 3 синусоидальных сигналов, вычитатель 4, сумматор 5, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 6 и 7, дифференциальный усилитель 8, двигатель 9, компаратор 10, источник 11 опорного напряжения, генератор 12 импульсов, реверсивный счетчик 13. Входом устройства является шина 14, а выход устройства связан с объектом 15.

выпрямитель 2 содержит диоды 16, 17, транзисторы 18-21, резисторы 22-27, конденсаторы 28-29.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение с выхода генератора 3 поступает на базы транзисторов 18 и 19, которые половину периода сигнала генератора 3 находятся в проводящем состоянии и их коллекторные токи пропорциональны емкостям Ci и Са дифференциального датчика 1. При закрытых транзисторах 18 и 19 конденсаторы Ci и Са дифференциального датчика 1 разряжаются через диоды 16 и 17. На коллекторах транзисторов 18 и 19 образуются выпрямленные напряжения генератора 3, амплитуда которых пропорциональна соответствующим емкостям Ci и Сг дифференциального датчика 1. Усиденные транзисторами 20 и 21 выпрямленные напряжения поступают на выходы выпрямителя 2:

Ui KUCi.U2 KUC2,

где U -выходное напряжение генератора 3;

К - коэффициент передачи.

На выходах вычитателя 4 и сумматора 5 формируются соответственно разностное и суммарное напряжения:

U4 - KU(CrC2), Us KU(Ci+C2).

В ЦАП 7 формируется напряжение U, пропорциональное произведению выходного напряжения Us сумматора 5 на выходной код N реверсивного счетчика 13: U - NKU(Ci-i-C2). В компараторе 10 напряжение

U сравнивается с опорным напряжением Uon источника 11. В зависимости от выходного сигнала компаратора 10 в реверсивном счетчике 13 суммируются или вычитаются

импульсы генератора 12. Равновесие наступает при выполнении равенства NKU(Ci+C2)Uon. Отсюда выходной код реверсивного счетчика 13 пропорционален отношению опорного напряжения к

выходному напряжению сумматора 5:

N

U

оп

KU ( Ci 4- С2 )

В ЦАП 6 производят умножение выходного напряжения U вычитателя 4 на выходной код N реверсивного счетчика 13 и полученное напряжение

20

U6 иоп

Ci-Сг Ci -f С2

в дифференциальном усилителе 8 сравнивают с входным напряжением. Выходное напряжение дифференциального усилителя 8

воздействует на двигатель 9, вал которого поворачивает объект 15 и вал дифференциального датчика 1 до устранения рассогласования между входным напряжением и

эквивалентным ему перемещением.

На точность такого преобразователя не влияет изменение амплитуды и частоты генератора 3 и пропорциональное изменение конденсаторов Ci и С2 дифференциального

датчика 1.

Формула изобретения

1. Способ преобразования напряжения.

в перемещение объекта, основанный на преобразовании перемещения в два сигнала переменного тока, их выпрямлении, фор- мировании напряжения положения объекта, формировании опорного напряжения, формировании первого напряжения, пропорционального разности выпрямленных сигналов, перемещении объекта до устранения рассогласования между входным напряжением и напряжением положения

объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в нем формируют второе напряжение, пропорциональное сумме выпрямленных сигналов, формируют код, пропорциональный отношению опорного напряжения к второму напряжению, формируют напряжение положения объекта путем умножения первого напряжения на сформированный код.

2, Устройство для преобразования напряжения в перемещение объекта, содержащее дифференциальный датчик, кинематически связанный с объектом, первый и второй выходы дифференциального датчика соединены соответственно с первым и вторым входами выпрямителя, третий вход которого подключен к выходу генератора синусоидальных сигналов, а выходы выпрямителя соединены с входами вычита- теля, дифференциальный усилитель, один вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом двигателя, кинематически связанного с объектом перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены сумматор, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, компаратор, источник опорного напряжения, генератор импульсов и реверсивный счетчик, выход генератора импульсов соединен со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого подключей к выходу компаратора, а выходы разрядов соединены с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, аналоговый вход первого цифроаналогового преобразователя

подключен к выходу вычитателя, а выход соединен с другим входом дифференциального усилителя, аналоговый вход второго цифроаналогового преобразователя подключен к выходу сумматора, а выход

соединен с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, входы сумматора соединены с выходами выпрямителя.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для связи источников информации с исполнительными устройствами. С целью повышения точности преобразования путем компенсации амплитудных изменений электрических сигналов 14 Вход перемещения в способе преобразования напряжения в перемещение объекта, основанном на преобразовании перемещения в два сигнала переменного тока, их выпрямлении, формировании опорного напряжения, формировании первого напряжения, пропорционального разности выпрямленных сигналов, перемещении объекта до устранения рассогласования между входным напряжением и напряжением положения объекта, формируют второе напряжение, пропорциональное сумме выпрямленных сигналов, формируют код, пропорциональный отношению опорного напряжения к второму напряжению, формируют напряжение положения объекта путем умножения первого напряжения на сформированный код. В устройство для осуществления способа, содержащее дифференциальный датчик 1, выпрямитель 2, генератор 3 синусоидальных сигналов, вычитатель 4, дифференциальный усилитель 8, двигатель 9, введены сумматор 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 7, компаратор 10, источник 11 опорного напряжения, генератор 12 импульсов, реверсивный счетчик 13. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. (Л С о ю 00 ю ю W с