Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/00 

3

безобмоточных зубчатых венцов. Все венцы имеют одинаковое количество зубьев, число которых и число пар полюсов 2р синхронного электродвигателя выбрано из условия удовлетворения уравнению нониуса.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении синхронного электродвигателя к двухфазному источнику переменного напряжения стабильной частоты ротор 11 синхронного электродвигателя вместе с ротором-модулятором 9 приводится во вращение с постоянной скоростью. На подключенных к входам интегрирующего ф.азометра и к источникам постоянного тока обмотках 5 и 7 зубчатых венцов 4 и 6 наводятся переменные синусоидальные сигналы. Частота сигналов /вых равна произведению числа зубьев z на число оборотов п ротора электродвигателя в секунду

/вых - nz.

Переменная составляющ ая выходного сигнала обмотки 7 Сдвинута по фазе по отнощению к переменной составляющей выходного сигнала обмотки 5 на угол ф, пропорциональный углу а поворота входного вала

Ср 2Я.

В интегрирующем фазометре 17 происходит усреднение числа зубьев z следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов и преобразов ание среднего значения фазового сдвига в код. ;

При усреднении числа зубьев z мгновенных значений фазовых сдвигов за один оборот ротора синхронного электродвигателя погрешность измерения угла от влияния технологических погрешностей фазового датчика угла выражается формулой

5а --Aa.-sinoc,

где

- постоянный коэффициент, не зависящ.ий от угла поворота;

Да - погрешность углового шага зубчатовенца 6;

Е - смещение осей вращения ротора-модулятора и входного вала;

а - текущее значение угла поворота входного вала.

Поскольку венцы с зубьями на внешней цилиндрической .поверхности можно выполнить с гораздо большей точностью, чем иа внутренней поверхности, то предлагаемая конструкция фазового датчика угла вместе с интегрирующ.им фазометром позволяет значительно уменьшить погрешности по сравнению с известными преобразователями.

Вследствие наличия потоков рассеивания индукти вных генераторов, образованных зубчатыми венцами 4, 12 и 6, 12 и их ваимного влияния один на другой возникает погрешность изменения разности фаз выходных сигналов обмоток с периодом, равным углу но1г.

ворота входного вала на величину -.Для

уменьшения указанной погрешности вводится экран 10, который заодно с ротором-модулятором .и разделяет зубчатые венцы 4 и 6.

Напряжения питания двигателя вызывает синхронные наводки на обмотках 5 и 7, в результате чего при Числе зубьев кратном числу пар полюсов синхронного двигателя сигналы наводки синхронны с переменной составляющей выходного сигнала обмотки 5, что приводит к дополнительной погрешности нелинейности. Для исключения указанной погрешности в фазовом датчике угла число зубьев z каждого зубчатого венца и число пар полюсов двигателя выбраны из условия удовлетворения уравнению нониуса, при этом сигналы наводки равномерно смещаются по фазе относительно выходных сигналов. За один оборот ротора-модулятора величина смещения составляет один пер.иод (ВЫХОДНОГО сигнала. При усреднении зубьев z мгновенных значений фазы за оборот ротора-модулятора синхронные наводки также усредняются, а их влияние на погрешность нелинейности преобразования практически исключается.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовый датчик угла, в корпусе которого жестко укреплены статор синхронного электродвигателя и один зубчатый венец с обмоткой, другой зубчатый венец с обмоткой укреплен на входном валу, а безобмоточные зубчатые .венцы жестко соединены с ротором синхронного электродвигателя и ротором-модулятором, интегрирующий фазометр, входы которого подключены к обмоткам зубчатых венцов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, ротор-модулятор установлен на подшипниках внутри статора синхронного электродвигателя, безобмоточные зубчатые венцы выполнены с зубьями на внутренней цилиндрической поверхности, зубчатые венцы с обмотками выполнены с зубьями на внешней цилиндрической поверхности и разделены один от другого экраном, который укреплен на роторе-модуляторе, а число зубьев венца с обмоткой и число лар полюсов синхронного электродвигателя выбрано из условия удовлетворения уравнению нониуса.

П

I