ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КОД Советский патент 1974 года по МПК H03M1/64 H03M1/50 H03M1/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при программном управлении металлорежущими станками, в радиолокационных устройствах, навигационных системах, где требуются точные измерения угловых перемещений. В качестве первичного датчика угла поворота целесообразно применять воздушные индукционные датчики перемещений (индуктосины), поскольку эти устройсиза отличаются высокой точностью, обусловленной как их многополюсностью, так и малой критичностью к погрешпостям технологического характера.

Известеп преобразователь угла поворота в код, содержащий индуктосип-датчик, роторная обмотка которого подключена через первый формирователь импульсов к одному из входов фазочувствительной схемы, выход которой подключен ко входу кодирующего преобразователя, и другой формирователь импульсов.

С целью повышения надежности работы устройства в него введены переключатели, дополнительный формирователь импульсов, фазовый детектор, усилитель, фазосдвигающий элемент, реверсивный двигатель, дополнительпый индуктосин-датчик и генератор напряжения, причем статорная и роторная обмотки иидуктосина-датчика подключены к одним входам первого переключателя, выход которого подключен через последовательно соединенные дополнительный формирователь импульсов, фазовый детектор - к выходу второго переключателя, другие входы первого переключателя соединены с одними входами второго переключателя и с выходами генератора импульсов, один из входов усилителя подключен к выходу фазового детектора, а другие выходы усилителя соединены с концами одной обмотки реверсивного двигателя, другая обмотка которого одним концом подключена через фазосдвигающий элемент к одному из выходов генератора напрял ения, а другим концом - непосредственно к другому выходу генератора напряжения, вал реверсивного двигателя кинематически связан с роторо: ; дополнительного индуктосин-датчика, роторная обмотка которого подключена ко входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с одни.м из входов второго переключателя и с другим входом фазочувствительной схемы, а статорные обмотки ипдуктосин-датчиков подключены к источнику напряжения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Преобразователь угла поворота в код содержит: индуктосин-датчик 1, роторная обмогка индуктосин-датчика 2, статорная обмотка 3, дополнргтельньп ипдуктосии-датчик 4, роторная обмотка индуктос1и;-да чика 5, статорная обмотка 6, первый, второй и дополнительный формнроват-ел, имлульсов 7-9. фазовый детектор 10, первый переключатель И, второй переключатель 12, фазочувствительная схема 13, кодирующий преобразователь 14, усилитель 15, генератор напряжения 16, реверсивный двигатель 17, фазосдвитающий элемент 18.

Статорные обмотки обоих кндуктосинов включены параллельно и питаются двумя равными квадратурными наиряжения.ми Uoi и Uo2. За нулевое положение ротора нринимается такое, при которо.у фазы одното из напряжений литания и ротора совпадают.

Полагаем, что в исходном состоянии фазовый сдвит, вносимый ппдуктоспном 4, равен нулю.

Выходное нанряженпе ипдуктосина 1 (Ui) и одно из его напряжений питания, например, Ufli, принимае.мое за опорное, поступают соответственно на формирователи 7 и 8. Фазовый сдвиг ф между выходными на 1ряжепиями формирователей нреобразуется фазочувствительной схемой 13 в величину, удобную для кодирования (например, во временной интервал) и кодируется с помощью кодирующето устройства 14.

Фазовый сдвиг ф равен сумме фазового сдвига, вноси.люго индуктосином 1 (измеряемая величина фх раз;) и фазового сдвига Дф, определяемого фазовой неидентичпостью (разбелской) каналов фазометра, т. е. разностью фазовых сдвитов, вносимых фор.мирователями 7 и 8. Для устранения фазовой исидентичности формирователей в опорном канале нримепен индуктосип 4, которы прггается теми же папряжениями, что и первьЙ иидуктосин 1. Ротор индуктосина 4 соединен с валом двигателя 17, одна из обмоток которого подключена к выходу усилителя 15, а вторая через фазосдвигающий элемент (конденсатор)- к выходу генератора пизко11 частоты 16 (генератор напряжения коммутации). Усилитель 15 нодсоединен к выходу фазовото детектора 10, на один из входов которото через формирователь 9 поочередно с частотой генератора 16 иостуиает то оперное Uoi, -о из.меряемое нанряжение Ui (выходное па иряження индуктосипа 1). Когда через первый переключатель 11 и формирователь 9 на вход фазового детектора 10 поступает опорпое папряженне Uoi, второй переключатель 12 подключает к его второму входу выходное напряжение формирователя 8, на вход которого через второй индуктосин 4 поступает также опорное напряжение. Постоянное пипряжепие ;а выходе фазовото детектора 10 оказывается нронорциональным разное)-; фазовых сдвн1ов, вноси.мых фор:.1иро;зателями и и 9,

И - Л(гз - э)

В следующий такт работы автомагических переключателей И и 12 на вход фазового детектора через формирователь 9 поступает выходное напряжение иидуктосипа 1. Это же напряжение 1юступает и иа второй вход фазового детектора через лервьй фор.мнрователь 2. Постоянное папряжепие на выходе фазовоIo детектора ;ри этол пропорционально разности фазовых СДВИ1-ОЙ, вносимых формирователями 7 и 9,

U ---- k (f 2 - tpaj

Амплитуда напряжения частоты ко.м.мутацни на выходе фазового детектора 10 и его

фаза пропорциональны разности постоянных

нанряжени в два соседних такта работы переключагелеи 11 и 12:

Аб - - U -- А (fa - )

1аким образом, иапряжение частоты ком.аутации на входе усилителя i-j оказывается

1фопорцнопальным фазовой неидентичности формирователей 7 и 8 (Аф). Это напряжение усиливается и ностунает в одну из об.моток реверсивного двигателя 17, который иоворачивает- роюр индуктосипа 4. ко-мпеисируя фазовую пеидентичность каналов.

Посколысу из.мерения фазовых сдвигов ф2 и фз, вноси.мых формирователями, определяются в осповпом температурны.ми и временивши нестабильностями входящих в них элеменгов и происходят сравиительно медленно, то канал коррекции всегда (практически без задерукки) успевает их отслеживать. Пря.мой же каиал лреобразоваиия обладает .максимально возможным быстродействием, т. е. позволяет производить измерение за один нериод напряжения интапня индуктосинов.

е .и, .м е т изобретения

Преобразователь утла иоворота в код, содержащий индуктосин-датчик, роторная обмотка которого подключена через первый фор.мирователь импульсов к одному из входов фазочувствительиой схемв, выход которой подключен ко входу кодирующего преобразователя, и BTOpoii формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыптения надсжностл работы устройства, в пего введены переключатели, дополнительный

формирователь и.мнульсов, фазовый детектор, уеплнтель, фазосдвигатощи элемент, реверсивный двигатель, дополнительный индуктосин-датчпк п тенератор нанряжения, причем етаторпая и роторная обмотки индуктосинадатчика подключены к одни.м входам первого переключателя, выход которого подключен через последовательно соединенные дополнительнып формирователь н.мпульеов, фазовый де1ектор - к выходу второго переключателя,

другие входы первого переключателя соединены с одплмн входами второго нереключа1еля и с выходами генератора имнульсов, один из входов усилителя подключен к выходу фазового детектора, а другие выходы усили1еля соединены с конца.ми одной обмотки

реверсивного двигателя, другая обмотка которого одним концом подключена через фазосдвигающий элемент к одному из выходов генератора напряжения, а другим концом - непосредственно к другому выходу генератора напряжения, вал реверсивного двигателя кинематически связан с ротором дополпитель 1ого инлуктосина-датчика, роторная обмотка которого подключена ко входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с одним из входов второго переключателя и с другим входом фазочувствительной схемы, а статорные обмотки индуктосинов-датчиков :1одкл(чены к источнику напряжения.

Щг