Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал.

Известны преобразователи угол-код, содержащие синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), блок формирования старших разрядов кода угла и преобразователь напряжения в .

Недостаток известных преобразователей угла поворота вала в код состоит в сложности построения блока формирования трех старших разрядов кода угла.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, в котором формирование, разрядов осуществляется посредством фазовых дискриминаторов 2.

Недостатком этого известного устройства является сложность его выполнения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, обмотка возбуждения которого подключена к шине эталонного напряжения, а квадратурная обмотка закорочена, синусная и косинусная обмотки подключены к фазовим дискриминаторам блока формирования старших

разрядов, выходные ключи которого содинены со входом преобразователя напряжения в код 3 ,

Недостатка.и этого устройства являются сложность выполнения блока фомирования старших разрядов, в частно сти схемы формирования третьего разряда, и, вследствие этого, снижение надежности работы преобразователя.

Цепью изобретения является повышение надежности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается за счет того, гго в предложенном преобразователе в блок фор шрования старших разрядов преобразователя угла поворота вала в код введены два детектора, элемент сравнения амплитуд и триггер. Обмотки СКВТ через детекторы подключены ко входам элемента сравнения амплитуд и к первым входам соответствующих выходных ключей. Выходы элемента сравнения через триггер подключены ко вторым входам выходных ключей.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит СКВТ 1 с обмоткой возбуждения 2 и с квадратурной к нейобмоткой 3, с синусной 4 и косинусной 5 обмотками, блок б формирования старших разрядов и преобразователь напряжения в код.

Блок 6 содержит дeтeкtopы 8 и 9 огибающей, фазовые дискриминаторы 10 и 11, выходные ключи 12 и 13, элемент 14 сравнения амплитуды и триггер 15.

Обмотка 2 возбуждения подключена к шине эталонного напряжения, а квад ратурная ей обмотка 3 закорочена. Си нусная обмотка 4 СКВТ 1 соединена со входами детектора 8 огибающей и фазового дискриминатора 10, косинусная обмотка 5 - со входами детектора 9 огибающей и фазового дискриминатора

11.Ко входам фазовых дискриминаторов 10 и 11 подключена также шина эталонного напряжения. Выходы детекторов 8 и 9 огибающей соединены с сигнальныгда входами выходных ключей

12,13 соответственно и со входами элемента 14 сравнения амплитуд. Выходы ключей 12, 13 соединены между собой и входом преобразователя 7 напряжения в код.

Эталонное напряжение подается на статорную обмотку возбуждения 2 СКВТ обмотка 3 при этом закорочена для уменьшения погрешностей. Напряжения, снимаемые с синусной 4 и косинусной 5 обмоток ротора, подаются на входы фазовых дискриминаторов 10 и 11, куда подается также эталонное напряжение для определения двух старших разрядов кода угла. При совпадении фаз заполнения напряжения синусной обмотки 4 СКВТ 1 и эталонного напряжения на выходе дискриминатора формируется логический нуль, а при сдвиге фаз этих напряжений на 180 - логическая единица. При совпадении фаЭ заполнения косинусной обмотки 5 СКВТ и эталонного напряжения на выходе дискриминатора 11 формируется логический нуль, а при сдвиге фаз на 180°- логическая единица. Следовательно, каждой четверти полного угла соответствует определенный код, хранящийся fla выходах фазовых дискриминаторов; первой четверти соответствует код 00, второй - 01, третьей 11 и четвертой - 10.

Для получения третьего разряда кодаугла элементом 14 сравнения амплитуд сравниваются амплитуды огибающих напряжений синусной 4 и коси- нусной 5 обмоток СКВТ 1, получаемые на выходах детекторов 8 и 9 огибающей. Когда амплитуда огибающей напряжения синусной обмотки 4 меньше амплитуды огибающей косинусной обмотки 5, элемент 14 сравнения амплитуд устанавливает триггер 15 в нулевое, а в противном случае в единичное состояние.

Образование кода последующих ра: рядов производится при помоши прео разователя 7 напряжения в код, на вход которого подается напряжение синусной 4 (через ключ 12) или коси нусной 5 (через ключ 13) обмоток ро тора в зависимости от диапазона, чтс

0 определяется состоянием триггера 15 Преобразуемое напряжение в зависимости от угла изменяется по ломаной кривой,, состоящей из чередующихся участков с возрастанием и убыванием

б амплитуды напряжения. Так как преобразователь 7 напряжения в код решает задачу нахождения числового эквивалента угла по известному значению его синуса (код угла от О до 45°), то он включает в себя цепь обратной связи, содержащую функциональный декодирующий преобразователь код-напряжение, который преобразует код в напряжение обратной связи с амплитудой, пропорциональной синусу значения кода при уг-ле от О до 45°. Такой функциональный преобразователь может быть построен, например, по методу аппроксимации с любой степенью приближения

В диапазонах, где с увеличением угла амплитуда напряжения, поступающего на вход преобразователя 7 напряжения в код, возрастает, на его выходе формируется прямой код угла, а в диапазонах, где амплитуда этого напряжения убывает - Ш версный код, что определяется значением третьего разряда кода угла.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), обмотка возбуждения которого подключена к шине эталонйого напряжения, а квадратурная обмотка закорочена, синусная и косинусная обмотки подключены к фазовым дискриминаторам блока формирования старших разрядов, выходные ключи которого соединены со входом преобразователя напряжения в код, отличающийся тем,

5 что с целью повышения надежности работы, в блок формирования старших разрядов преобразователя введены два детектора, элемент сравнения амплитуд и триггер, обмотки СКВТ через детекторы подключены ко входам элемента сравнения амплитуд и к первым входам соответствующих выходных ключей, выходы элемента сравнения через триггер подключены ко вторым входам : выходных ключей.

6

Т сточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ( 209038, кл. G- 08 С 9/00, 17.0L1968.

2.Ахметжанов А.А. Системы передачи угла повышенной точности. 1966 с.30.

3.Авторское свидетельство СССР № 284457, кл. & 08 С 9/00,06Ю 3.1969

I