ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ — ФАЗА — КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 H03M1/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может применяться для ввода угловой информации в ЦВМ.

Известны преобразователи угол - фаза - код, содержащие индукционные двухполюсные и многонолюсные фазовращатели, используемые в режиме вращающегося или пульсирующего магнитного поля и служащие для линейного преобразования угла поворота в фазу выходного напряжения, кварцевый генератор высокой частоты, « выходу которого .подключен делитель частоты, вырабатывающий импульсы низкой частоты. Делитель частоты подсоединен к входу блока формирования синусоидального напряжения, формирующего из Импульсных сигналов двухфазное напряжение, к выходу блока формирования синусоидального напряжения - усилители мощности, а к последним - индукционный многонолюсный фазовращатель. К выходной обмотке индукционного фазовращателя подключен формирователь импульсов, формирующий короткий импульс а момент перехода синусоидального напряжения через нулевое значение, к .формирователю импульсов - устройство управления, на которое одновременно посту.пают импульсы низкой частоты с делителя частоты. Устройство управления соединено с арифметическим устройством, с выхода которого число, пропорциональное углу поворота фазовращателя, поступает к потребителю информации.

Известный преобразователь не обеспечивает высокой точности преобразования. Точность преобразователя угол - фаза-код при использовании двухполюсных индукционных фазовращателей достигает при одноотсчетной системе преобразования порядка 30 угл. мин.

Применение многополюсных фазовращателей с электрической редукцией значительно уменьшает погрешность преобразования угол - фаза - код, поскольку погрешность Дфпр преобразователя, определяемая элементами преобразователя Афэ (формирователя импульсов, формирователя синусоид, усилителей мощности и т. д.), дискретностью Дфд, помехами Афпом уменьшается в i раз, где г - коэффициент электрической редукции индукционного

многополюсного фазовращателя

АТпр Асрф,+ - + + .

Однако даже при коэффициенте электрической редукции фазовращателя 1 64, позволяюп1ем уменьшить погрешность преобразователя угол - .фаза - код до 5 угл. сек (без учета погрешности Дффв, вносимой мпогополюсным фазовращателем), суммарная фазовая погрешность Лфпр преобразователя с лучш.имп

образцами многополюсиых фазовращателей не может быть получена менее угловой минуты.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Это достигается тем, что в устройство введены редуктор и подключенные параллельно входным клеммам формирователя имипульсов и выходной обмотке индукционного фазовращателя два пассивных корректирующих элемента, каждый из которых включает в себя регулирующее и корректирующее звенья, например индуктивность. При этом регулирующее звено первого -корректирующего элемента механически жестко соединено с ротором фазовращателя, а регулирующее звено второго корректирующего элемента связано с ротором фазовращателя через повышающий редуктор кинематической передачи с передаточным числом, равным /-коэффициенту электрической редукции фазовращателя.

Параметры корректирующих звеньев в функции от угла поворота ротора фазовращателя тарированы по закону изменения фазовых погрещностей нулевых положений на интервале в 360 угл. град, для первого корректирующего элемента и по закону изменения фазовой погрешности фазовращателя на ин360

тервале - эл. град, для второго корректирующего элемента. Благодаря такому электромеханическому включению пассивных корректирующих элементов совместно с формирователем импульсов и -фазовращателем преобразователя угол - фаза - код фаза выходного напряжения индукционного фазовращателя подвергается суммарному воздействию двух корректирующих элементов, обеспечивающих повышение точности преобразования за счет снижения фазовой погрещности, вносимой индукционным многополюсным фазовращателем.

На фиг. 1 показана электрическая блок-схема преобразователя угол-фаза - код; на фиг. 2 условно изображена зависимость фазовой погрешности в функции угла поворота ротора фазовращателя.

Преобразователь угол - фаза - код (фиг. 1) содержит квардевый генератор 1; делитель 2 частоты; блок 3 формирования синусоидального напряж.ения; усилители 4 мощности; индукционный фазовращатель5 с обмотками возбуждения б и выходной 7, расположенной на роторе 8; формирователь 9 импульсов, устройство 10 управления; арифметическое устройство 11; пассивные корректирующие элементы 12 и 13, включающие в себя регулирующие звенья 14 и 15, корректирующие звенья 16 и 17, например индуктивность; повышающий редуктор 18.

Регулирующее звено 14 жестко механически соединено с ротором 8 фазовращателя 5. Регулирующее звено 15 корректирующего элемента 13 связано с ротором фазовращателя через повыщающий редуктор с передаточным числом, равным г-коэффициенту электрической редукции индукционного фазовращателя. Преобразователь угол - фаза -код работает следующим образом.

С кварцевого генератора 1 импульсы высокой частоты подаются на делитель 2 частоты. С делителя частоты импульсы низ-кой частоты одновременно проходят на устройство 10 управления и блок 3 формирования синусоидального напряжения. Обмотки 6 возбуждения фазовращателя 5 питаются от усилителей 4 мощности, которые усилпвают напряжение литания с блока формирования синусоидального напряжения. С выходной обмотки 7 индукционного фазовращателя напряжение со сдвигом фазы поступает на формирователь 9 импульсов, формирующий короткий импульс в момент перехода синусоидального нанряжения, снимаемого с выходной обмотки 7 индукционного фазовращателя, через нулевое значение. С формирователя импульсов им пульсы подаются на устройство 10, которое управляет арифметическим устройством 11. С арифметического устройства число, пропорциональное углу поворота ротора 7 фазовращателя, поступает к потребителю информации.

Изменение фазовой погрешности индукционного многополюсного фазовращателя в

функции от угла поворота ротора в зависимости от индивидуальных качеств фазовращателя имеет определенный характер. На интервале

в -- угл. град для любого из г элементариых фазовращателей фазовая ошибка Афг одинакова и определяется электромагнитной симметрией обмоток, содержанием высших гармонических в кривой взаимоиндуктивности и т. д. Таким образом по форме и по величине фазовая погрешность Аф, одинакова для любого из i интервалов.

Фазовую погрешность Аффв многополюсного индукционного фазовращателя на интервале в

7 угл. град, определяет сумма фазовой погрешности любого из i интервалов (Аф,) и фазовой погрешности так называемых нулевых положений (Афг), определяемой неточностью изготовления магнитопроводов фазовращателя: эксцентриситетом, магнитным боем и т. д.

Таким образом (см. фиг. 2).

I ± I + I ± I

Элемент 12 проводит коррекцию фазовой погрешности нулевых положений на полном обороте фазовращателя, равном 360 угл. град., элемент 13 - коррекцию фазовой погрещности для одного из f-x интервалов, равного

Y эл. град. Коррекция фазовых погрещностей осуществляется благодаря применению тарированных корректирующих звеньев 16 и 17, например индуктивностей, закон тарирования Которых обеспечивает следующие условия:

± / - Т ,

КОр

± Д(р, Гр .

КОр

Д - -Р/кор foKop -фазовые погрешности, вносимые корректирующими элементами соответственно для i-ro интервала и для нулевых -положений.

Изменение фазы выходного напряжения, поступающего на формирователь 9 импульсов, образуемое искусственным внесением фазовой погрешности корректирующими элементами 12 (- -Рокор) 3 (fiKop ) определяется изменением соотношений индуктивных и активных сопротивлений индукционного фазовращателя, формирователя импульсов и корректирующих элементов 12 и 13.

При использовании индукционного многополюсного фазовращателя типа ИФМ-1 КАЗ 185001 с , имеющего следующие .параметры:

2вх 17 + у-48, Z,«, 40 + у155,

I ± + I ± Д9,1 ± 40 I + I ± 20 I

60 угл. сек.,

при Входном сопротивлении формирователя импульсов ,1 ком после коррекции фазовой погрешности Аф; и Дфо, суммарная фазовая -погрешность преобразователя угол - фаза - код составляет ±20-25 угл. сек. Коррекция осуществляется индуктивными корректорами, у которых величина индуктивности корректирующего звена изменяется :после тарирования для первого корректирующего звена в пределах L f (ее) 150±20 миллигенри, для второго корректирующего элемента

( - ) 120±30 миллигенри. Пассивные V i J

корректирующие элементы представляют собой катушки индуктивности с П-образным пермаллоевыМ магнитопроводом; величина индуктивности тарируется по закону изменения

фазовой погрешности Лф,- и Афо фазовращателя изменением воздушного зазора между катушкой индуктивности и пермаллоевыми лластинами сердечника регулируюшего звена. Число пластин, расположенных по окружности

оси, соединенной с индукционным фазовращателем, достигает 48 шт. В качестве пассивных корректирующих элементов могут быть также использованы индуктивность или емкость, величины которых тарируются по закону изменения фазовой погрешности фазовращателя.

Предмет изобретения

Преобразователь угол - фаза - код, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты, блок формирования синусоидального напряжения, усилители мощности, индукционный многополюсный фазовращатель, формирователь импульсов, устройство управления и арифметическое устройство, причем к второму входу устройства управления подключен выход делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены редуктор и подключенные к выходной обмотке индукционного фазовращателя пассивные корректирующие элементы, каждый из которых содержит регулирующее и корректирующее звенья, причем регулируюшее звено лервого пассивного корректирующего элемента жестко связано с ротором фазовращателя, а регулирующее звено второго пассивного корректирующего элемента связано с ротором фазовращателя через редуктор с

передаточным числом, равным коэффициенту электрической редукции фазовращателя.

9Ь

СГЛ