Преобразователь "аналог-код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к автоматическим информационно-измерительным устройствам и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.

Известен преобразователь аналог-код, со- держащий опорный генератор, соединенный с фазовым детектором и через входной согласующий блок с двухполюсным фазовращателем, выход которого соединен через фазовый детектор с двигателем, который кинемат чески связан с двухполюсным фазовращателем и с первым входом блока формирования полезного сигнала, и генератор.

В известном преобразователе используется один из наиболее точных методов измерения - компенсационный, в результате которого осуществляется преобразование фазового сдвига измеряемого сигнала с коэффициентом масштабного преобразования К р-г1 в соответствующий непрерывной угловой сдвиг вала двухполюсного Э1 алонного поворотного фазовращателя.

Однако единичный (низкий) коэффициент масштабного преобразования не позволяет использовать все преимущества компенсационного метода измерения с непрерывным изменением компенсирующей величины из-за трудности получения высокой дискретности фотоэлектрического кодирующего устройства угол-код.

Кроме того, так как в рассматриваемом преобразователе имеется электромеханическая система следящего непрерывного уравновешивания, которая имеет астатизм первого порядка, динамическая ощибка преобразователя линейно зависит от скорости изменения измеряемой величины.

Таким образом, для известного преобразователя характерны низкий коэффициент табного преобразования, ограничивающий точность преобразования, малое быстроде{ гствие преобразования, обусловленное больщой инерционностью исполнительного механизмадвигателя и больщая зависимость динамической ошибки системы следящего непрерывного уравновещивания от скорости изменения измеряемой величины.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия преобразования. Поставяодная цель достигается тем, что в преобразователь введены многополюс 1ый фазовращатель, фазосдвигающий блок и сог ласуюший блок. Выход фазового детектора через соглаеующий блок подключен к одному из входов фазосдвигающего блока, другой вход которого подключен к выходу многопо, люсного фазовращателя, которь й установлен на валу двухнолюсного фазовращателя, Вы ход генератора соединен с входом многопо™ .люсного фазовращателя и с вторым входом блока формирования полезного сигнала. Выход фазосдвигающего блока пошслючен к третьему входу блока .формирования полез него сигнала. На чертеже показана, схема предлагаемого преобразователя. Схема содержит входной согласующий блок ij на первый вход которого поступает исзмеряемая Е личина: р а iia второй поступает опоркы.€ аи5 усоидальньчй скгнаЛ( У On двухполюс ный. поворотный фаэовра1цатеа.ь - дриемккк 2, вход которого электрически соедкк.ен с выходом В.ХОДЙОГО блоюз if редуктора 3, электродвигатель 4,, кинематически связанный через ре,-1укгор 3 с рхалсг-л ДБУХПОЛ.ЮСНОГО ис воротного фазовращате,пя- ириемннк.а1 фазовый детектор 5- снгнальвый вход когорого электрически соединен с вьгходол дву:аюлюс кого поворотног вход с яусоидалького сигналВа гл.г-гогополюсногО по-вороткого, фазоБращатетш 7, устанозяемиого на вагсу. приемки.ка 2j генератор 8 синусом- соединенный с выходом 4 азоБого детектора Б, блок Ю формирования полезного сиггшла вкоторый, входят преобразователь 11 угопкод грубого отсчета с низкой дискретностью преобразователь -12 точного отсчет „с низкой дискретностью, и согласующий блок .13 J на выходе которого формируется полезный сигнал,. Выход генератора 8 электрически соединен с входом многопопюсного фазовращател 7 и с входом преобразователя фаза-код, В качестве малоразрядного преобразователя угод-код может быть использован фотоэлек трический пресбразоватепь угол-код или пре обраэоватеяь , выполнвн№1й н основе двухполюсного поворотного фазовращ теля. Работает устройство следующим образом Сигнал с выхода генератора 6 опорно1О синусоидального сигна/ш поступает на второй Год ВХОДНОГО- соглйсующего блока 1, на вы-60 де которого формируется полезный синусо альный сигнал вида T.OA ,, де Чл, фазовый сдвиг, соответствующий изменению аналоговой вели чины Чу,з. Полезный сигнал поступает на вход двухолюсного поворотного фазовращателя 2, на ыходе которого формируется сигнал и и sin Гш f--СЧ ..фа 5. Фач/- ; фазовь й сдвиг, вносимь й поворот- ным фазовращателем 2, Ве,1ичина 4ia3OBoro сдаига Ч линейно ависиг -от угла, поворота роюра двухполюсого поворотного фазовращателя 2 по формуЦ S. 1 . Фаз- угол поворота ротора фазовраща™ егш 2, Сигнал с выхода поворотного фазо ращатехш поступает на вход, фазового детекора 5, на опорный вход которого поступает порный сигнал с выхояд генератора 6, На выходе 4йзового детектора 5 формиуется снпкял, .пропорционагшный Sac---,- Wr Этот сигнал поступает на управ.тяющую обмотку исполнительного дангагеля 4, который разво}зачиБ Г1ет вал фазовращателя 2 ка величину, равную ... где й%щ,, ошибка зассогласования, обусяовлэнная бьютродействием электроме ; ханической следящей системы; } - Г аf.f -Ч М о-т-дан- .cucTn. paj--В установивщемся положении .5trH..« , -Ча,. В динамике, , когда измеряемая величина .if изменяется во времени ... а сигнал рассогласования, пропорционален ощибке рассогдасования, ит.,,.аанЗПри развороте вала двухполюсного фазоврашагаля 2 от исполнительног-о /двиг-агаля 4 одновременно ua гот же угол разворачивается и многополюсный фазовращатель 7, при этом-благодаря электрической выходногх) сш-пала 4)азовраш,ателя 7 имеет в Р раз большую крутизну в функции от yijia поворота, чем фаза выходного сил кала даухполюснох-о фазоБращате.-ш 2, На выходе миогополюског о фазовращаге ля 7 образуется сигнал вида миог., где Р - масштабный рюэфлфициент преобразования, равный апектрической редукции числу пар ПОЛЕЗСОВ, многопояюсного 4изовра1уате;|1Я, Так к.э,к .. tfaaj ма -oj-rt -cuH то выражение (4) молдао записать в виде мног....н i-J3 этого слэдует, что входная аналохо вая величина Рн благодаря наличию многоПОЛЮС1ЮГО дйзоврашагеля и системы следя шего непрерьи2.ного урлвновешивания преобразуется с высокой точностью в соответствую шее значение непрерывной компенсирующей величины с ксэф4нщиентом масштабного пре образования на много больше 1. .р с выхода многополюсного фйзовращателя 7 поступает на вход фазосдвигатащего блО(са 9, управляющая обмотка которо го через согласующее устройство 14 подклю чена к выходу фазового детектора 5„ Согла- сующий блок 14 и с|йзосдвигающий блок 9 предназначены,для осуществления линейного сдвига фазы выходного сигвала многопогтюс- ного фазовращателя 7 в функпии от амплитуды выходного сигнала („( фазового детектора 5,. В этом случае сигнал на выходе фазосдви гающего устройства определяется выражени ъьп- Фа - .г., 5 гдеи.„р.- управляющий сигнал, поступающий на вход управляющей обмотки, С учетом выражений (4) и (7) полезнь1й сигнал (6) па выходе (изосдвигающего уст ройс:гБа.9 змеет вид /- 15 . и.. ,...«и, siTi Cuj, 5 .амн BeiX. О «- K. От.дин .,.,.,„, .что легко .г11шется с помощью corviacyio: цего блока 14, полезный сигнал (8) на вы :ходе (Ьазосдвигающего блока 9 будет равен вь.. 9 Из этого выражения следует, что norpeut;ность, обусловленная динамической ошибкой элек-гроыеханической системы следящего не прерывногр уравновешивания, равна нулю. : Сигнал (9) ггоступает на вход преобраэова/Г8ЛЯ флза-код ТО-1НОГО отсчета, выход ко-то« jporo созыестно с выходом преобразователя ;угоя к,од грубого отсчета поступают на вход j согласующего блока IS, На выходе согласующего блока 13 формируется полезный сигнаЛв и 3 о b D в т в Н и я о р м у л а Преобразователь аналог«-кодг содержащий опорный генератор соединенный с фазовым :детектором и через входной- согласующий блок с двухползосным фазовращателем, вы :ход которого соединен через фазовый детек- тор с двигателем, который кинематически I связан с двухполюсным фазовращателем и с i первым блока формирования полезноТО сигн/ала; и генератор, отличаю:ш и и о я TOMj 4TOj С целью повышения точности и быстродействия преобразователя, в него введены многополюсный фазовраиле(тель, фазос.цвигающий .блок и согласующий блок, выход фазового детектора через cdr- ласующий блок подключен к одному из входов фазосдвигающегхз блока, другой вход которого подключен к выходу многополюсного 4)азов}защателя, кш-орый установлен lia валу двухполкооного фазовращателя, выход генератора соединен с входов мно1Х)Пошосного фазовращателя и со вторым входом блока формирования полезного сигнала, выход фа- зосдвигсгюшего блокаподключен к третьему входу 1блока1фюрмирования полезногх сигна ла,