СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 G01B7/30 

1

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники.

Известны способы преобразования угла поворота СКВТ в напряжение постоянного тока. Наиболее распространенным и достаточно точным является способ преобразования с применением следящей системы, исполнительный механизм которой содержит механически жестко связанные СКВТ-приемник (в качестве элемента обратной связи) и потенциометр, питаемый напряжением постоянного тока.

При этом с движка потенциометра снимается выходное напряжение, пропорциональное углу. Этот способ широко применяется в аналоговых вычислительных машинах.

Однако известный способ требует большого объема оборудования, надежность которого недостаточ 1а, а сроки службы укорочены за счет наличия трушихся механических частей.

Цель изобретения состоит в разработке такого способа преобразования, который позволяет использовать преобразователь без механических частей и обеспечивает высокую точность преобразования.

Эта цель достигается путем применения СКВТ в схеме фазовращателя, дающего на выходе два напряжения переменного тока, сдвиг по фазе между которыми пропорционален углу поворота СКВТ, и путем последующего преобразования сдвига фаз в периодическое напряжение П-образной формы с пропорциональным коэффициентом заполнения и постоянной амплитудой и выделения постоянной составляющей этого напряжения с помощью интегрирующего фильтра.

Это позволяет уменьщить габариты преобразователя угла в .пропорциональное напрял ение постояниого тока и повысить точность преобразования.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)-датчик /, фазосдвигающий четырехполюсник 2, фазовращатель 3, преобразователь 4 сдвига фаз в напряжение П-образной формы, комнараторы 5, в, триггер 7 с раздельным входом, амплитудный модулятор 8 и интегрирующий фильтр 9.

Фазовращатель 3, состоящий из синуснокосинусного вращающегося трансформатора

/ и пассивиого четырехполюсника 2 с определенным образом подобранными параметрами, создает на выходе два напряжения переменного тока, взаимно сдвинутые по фазе на угол, .й или пропорциональный углу

поворота СКВТ, если углы поворота отсчитывать от положения, когда напряжение на выходе фазовращателя совпадают по фазе. Выходные напряжения фазовращателя изображены на диаграммах а и б фиг. 2. С помощью преобразователя 4 сдвига фаз напряжений преобразуется в периодическое напряжение П-образной формы (фиг. 2,8). Коэффициент заполнения, т. е. отношение длительности импульсов т к их периоду Т, пропорционален углу сдвига фаз напряжеНИИ на выходе фазовращателя 3 и, следовательно, углу поворота СКВТ (фиг. 2, в). Преобразователь 4 может, например, состоять из двух компараторов 5 и 5 и триггера с раздельным входом 7. Выработанное на преобразователе 4 периодическое напряжение П-образной формы модулируется по амплитуде на амплитудном модуляторе 8 (фиг. 2, г). Импульсы напряжения на выходе модулятора 8 имеют амплитуду, равную величине опорного напряжения, питающего выходную цепь модулятора - Uo, и площадь, равиую УОП-Т. На интегрирующем фильтре 9 из модулированного П-образного напряжения выделяется постоянная составляющая вых (фиг. 2,5). вых - - Uondt. При постоянном значении Lon -- оп Г - - коэффициент заполнения импульсов П-образного напряжения пропорционален углу сдвига фаз напряжений на выходе фазовращателя 3 и, следовательно, пропорционален углу поворота СКВТ |з. -- /( (где К - коэффициент пропорциональности). Отсюда rj :2 КП .6 вых - СП V- } Из выражения (III) следует, что напряжение на выходе интегрирующего фильтра пропорционально произведению угла поворота СКВТ на величину опорного напряжения. Отсюда вытекает три варианта использования предлагаемого способа преобразования:1. Преобразование угла поворота СКВТ в относительную величину напряжения постоянного тока /отн. В этом случае формула (3) перенищется. Этот вариант следует применять, когда имеется общее опорное напряжение Uoa, питающее амплитудный модулятор и схему, воспринимающую напряжение УВЫХ, для дальнейшего использования в счетно-рещающих или измерительных устройствах, 2. Преобразование угла поворота СКВТ в абсолютное по величине напряжение постоянного тока. В этом случае в качестве опорного напряжения применяется стабилизировапное по амплитуде напряжение постоянного тока и выражение (III) примет вид вых Cf/cxt - m-i,(5) где m K6cT const. 3. Преобразование угла поворота СКВТ в напряжение постоянного тока с одновременным умножением на функциональную величину, выраженную функциональным напряжением постоянного тока U. В этом случае в качестве опорного напряжения используется функциональное напряжение иф(). Выражение (П1) примет вид: Если Оф выражает величину X, то иф сХ и 0вых с/(а))Х или UEbi K., где - постоянный коэффициент. Предлагаемый способ позволяет использовать для аналоговой операции (преобразование угла в напряжение) стандартные элементы цифро-аналоговой техники. Предмет изобретения Способ преобразования угла поворота синусно-косинусного вращающегося траисформатора в напряжение постоянного тока, основанный на преобразовании угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора в пропорциональный ему угол сдвига фаз двух напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, угол сдвига фаз двух напряжений преобразуют в периодическое П-образное напряжение, имеющее коэффициент заполнения, пропорциональный преобразуемому углу сдвига фаз, полученное П-образное напряжение модулируют по амплитуде опорным напряжением постоянного тока и выделяют постоянную составляющую выходного напряжения.

А

6/Л