Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к области техники преобразования формы информации н может быть использовано в любой автоматизированной системе, включающей в свой состав ДВУМ, для преобразования углового иоложения вала в двоичный код.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, основанный на принципе цифроаналоговых следящих систем. Такой преобразователь содержит реверсивный счетчик, два функциональных преобразователя код-амплитуда напряжения переменного тока, два цифроунравляемых переключателя поддиапазонов, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), фазочувствительный выпрямитель, усилитель, детектор нолярности, два Befiтиля (ВИ) и генератор импульсов (ГИ).

Измеритель рассогласования такой системы преобразования представляет собой совокупность преобразователей, переключателей поддиапазонов и СКВТ. Измеритель работает в трансформаторном режиме.

Трансформаторный режим работы измерителя рассогласования требует иснользования двух функциональных преобразователей, являющихся наиболее сложными узлами преобразователя. Это влечет за собой значительное усложнение преобразователя и понижение его надежности.

Целью изобретения является повышение надежности преобразования углового положения вала в двоичный код и упрощение схемы преобразователя. Для этого в преобразователь введен дополнительный усилитель, который включен между переключателями. Выход блока преобразования код-напряжение подключен ко входу фазочувствительного выпрямителя, причем одна из статорных обмоток синусно-косинуснОГо вращающегося трансформатора закорочена.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя вал - код, который содержит реверсивный счетчик 1, два переключателя 2 и 3 поддиапазонов, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 4, фазочувствительный выпрямитель 5, усилитель 6, детектор 7 полярности, два вентиля 8, генератор 9 импульсов (ГИ), блок 10 преобразования код-напряжение, имеющий диапазон изменения выходных напряжений

- и sin шг; - + m sin «Л

и дополнительный усилитель 11.

Блок 10 преобразования код-нанряжение выполнен на трансформаторе с одной первичной обмоткой в виде суммы двоично-взвешенных разрядных секций. Коммутация секции осуществляется с помощью ключей, управляемых значениями п-2 младших разрядов двоичного кода Л (п -общее чис.ло р&зрздов). С выхода блока преобразования код-напряжение снимается амплитудно-модулированное напряжение переменного тока. Переключатели 2 и 3 поддиапазонов включают в себя по два двухпозиционных ключевых элемента, управляемых двумя старшими разрядами двоичного кода N реверсивного счетчика 1. Один из переключателей поддиапазонов, управляемый первым старшим разрядом двоичного кода N, осуш,ествляет прямое или инверсное подключение статорной обмотки в последовательную цепь с одной из роторных обмоток. Другой переключатель поддиапазонов, управляемый вторым старшим разрядом двоичного кода Л , выполняет подключение каждой из двух роторных обмоток либо к статорной обмотке, либо к блоку преобразования код-напряжение. Поскольку коэффициент трансформации СКВТ чаще всего бывает близким к «1, то линейность достигается за счет введения в цепь между роторной и статорной обмотками развязывающего усилителя 11. Выходное напряжение с роторной обмотки СКВТ 4 при этом будет -и T-sin3, - о , , ,,г 1 -Н/Cr-lf-cos где Uo - эффективное значение напряжения возбуждения СКВТ 4, Кт - коэффициенттрансформации СКВТ 4, Y - коэффициент усиления развязывающего усилителя 11, Р - угол поворота вала CICBT 4. Введение усилителя 11 поз-воляет за счет изменения сделать коэффициент передачи между роторной и статорной обмотками Kn 0,565 и таким образом обеспечить линейность выходного напряжения СКВТ 4 в диапазоне ±45°. При несоответствии двоичного кода Л, записанного в реверсивном счетчике 1, угловому положению вала СКВТ 4 управляющее напряжение через фазочувствительный выпрямитель 5 и усилитель 6 поступает на детектор 7 полярности, являющийся пороговым устройством. Детектор полярности открывает один из вентилей 8. Импульсы с ГИ 9 поступают через открытый вентиль 8 либо на еуммирующий, либо на вычитающий вход реверсивного счетчика 1 до тех пор, пока управляющее напряжение не станет равным нулкз. При этом открытый вентиль 8 закрывается, Двоичный код Л, записанный на реверсивном счетчике 1, соответствует угловому положению вала СКВТ 4. Любое последующее изменение углового положения вала СКВТ вызывает появление управляющего напряжения и преобразователь вал-код отрабатывает возникшее рассогласование до нуля. Для получения возможности кругового преобразования углового положения вала в двоичный код N используются переключатели 3 поддиапазонов. Один из этих переключателей позволяет осуществить прямое или инверсное подключение статорной обмотки в последовательную цепь с роторной обмоткой и, таким образом, определить значение первого старшего разряда кода Л. Другой переключатель поддиапазонов осуществляет подключение каждой из двух роторных обмоток либо к статорной обмотке, либо к блоку 10 преобразователя, и, следовательно, определяет значение второго старшего разряда двоичного кода N. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий реверсивный счетчик, соединенный с управляющими входами переключателей поддиапазонов, соединенных с синуснокосинусным вращающимся трансформатором, фазочувствительный выпрямитель, подключенный через усилитель к детектору полярности, который через вентили соединен с генератором импульсов и с реверсивным счетчиком, подключенным к блоку преобразования код-напряжение, один из входов которого соединен с одним из переключателей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения конструкции преобразователя, в него введен дополнительный усилитель, который включен между переключателями, выход блока преобразования код-напряжение подключен ко входу фазочувствительного выпрямителя, причем одна из статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора закорочена.