Двухотсчетный электромеханический преобразователь углового положения вала в цифровой код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике И вычислительной технике и может быть использовано для преобразования углового положения контролируемого вала в цифровой код.

Известны двухотсчетные преобразователи углового положения вала в код, содержащие двухотсчетный датчик углового положения вала, выходные обмотки грубого и точного отсчетов датчика подключены к электронным блокам обработки и преобразования информации в код ll.

Недостатком известного преобразователя является сложность схемы, невысокая надежность и точность.

г Наиболее близким решением является преобразователь, содержащий двухотсчетиый датчик, соединешый с каналами грубого и точного отсчетов непосредственно и через источник периодического сигнала, и блок индикации 2.

Недостатком этого известного преобразователя является сложность схемы преобразо вания, низкая помехоустойчивость из-за наличия импульсных схем, значительная ошибка преобразования.

Целью изобретения является повышение точности прес рааователя.

Это достигается тем, что в иего введены дешифраторы грубого и точного отсчетов, блоки ключей грубого и точнся-о отсчете, ключи переменного тока, усилитель переменного тока, вентиль, элементы И и НЕ и блоки управления, выходы каналов грубого ы точного отсчете подключены через соответствующие дешифраторы к входам блоков ключей, выходы которых соединены с входами блока индикации, ключи переменного тока через последовательно соединенные усилитель переменного тока и венчиль подключены к одному из входов элемента И, выход которого соединен с входом одного из управления и через элемент НЕ - с входом другого блока управления, выходы блоков управления соединены с другими входами блоков ключей грубого отсчета, выходы двухотсчетного датчика соединены с одной группой входов ключей переменного тока, другая группа входов Которого соединена с выходами кангнла грубого отсчета, другой выход канала точного отсчета соединен с другим входом элемента И,i На фиг. 1 представлена функшюиадьв ая; схема предлагаемого преобразователя; н5 ф1ЕГ. 2 И 3 - диаграммы напряжештя, щие его работу. Преобразователь содержит двухотсчетный датчик 1, состоящий из многополюсного многофазного поворотного трансформатора 2 точ ного отсчета и двухполюсного многофазного ю поворотного трансформатора 3 грубого отсче та, роторы которых жестко связаны. Источник периодического сигнала 4, выходы поBopOTiajix трансформаторов с пространственно смещенными обмотками через соответствующие фазочувствнтельнь е усилители 5 под ключегш к одному из выходов элементов шу тирова шя 6, к входу кажасго из которых подключен выход фазочуБСтвительно гоусилителя последующей фазы внутри оточ та. Элементы 5 и 6 в сочета)пли образуют каналы грубого 7 и точного 8 отсчеачэв, Выходы элементов шунтировашгя 6 через соответствующие деисифраторы грубого и тсч ного отсчетов 9 подключены к входам блоко ключей грубого отсчета 10 и точного отсче- та 11. Выходы грубого отсчета датчика под ключены к одной группе входов ключей переменного тока 12, другая группа входов которых соединена с выходакп элементов шунтирования грубого oi-CMera, Выход ключей переменного тока 12 через з силитель переменного тока 13 и вентиль, 14 подключен к одному из входов элемента И 15, к другому входу которого подключен выход первого элемента шунтирования точного отсчета Выход элемента И 15 соединен с блоком управления 16 и через элемент НЕ 17 - с блоком управления 18, выходы которых подключены к другим входам блоков ключей грубого отсчета 10. Выходы блоков ключей грубого отсчета 10 и точного отсчета 11 соединеизг с входами блока индикации 19. Обмотки возбу кде1шя поворот шгх трансформаторов Датчика и опорные входы фазочувствительных усилителей соединены с выходами источника периодического сигнала 4. Число фаз (выходных обмоток у поворотного трансформатора грубого отсчета равпо числу пар полюсов обмотки возбуждения поворотного трансформатора точного отсчета ( m - РЗ. ) Работу преобразователя поясняют диаграм мы напряжений на фиг. 2 и 3. На фиг. 2 обозначено: - напряжет я на выходах элементов шунтирования грубого отсчета в функции угла поворота вала; U2tt напряжения на выходах элементов шунтирования точного отсчета. Двухотсчетны датчик имеет ЛЛ фаз грубого отсчета в . i фаз точного отсчета, с которых снимаются сигналы и через фагзсчувствйтельвые усилители подаются на вход элементов шунтирования. Для описания устройства и принципа работы преобразова-. теля предполагаем, что 4,. Л- 2. Необходимьгм условием для появления на выходе элемента щунлчфовання сигнала положительного знака как в грубом, так и в TOHHOJj. отсчете является наличие на одном его входе положительного сигнала с вь| хода ф зочувствйтельного усилителя той же фазы датчика и отрицательного сигнала с выхода фазочувствителъиого усилителя последующей фазы. Обмотки датчика имеют прост-, ранственный сдвиг f j - в грубом р|;сч&- те и fg tyn точном отсчете. При повороте вала датчика происходит поочередное Появление полезного сигнала ка выходе шунтирующих элементов внутри отсчета, причем цикл опроса всех фаз точного отсчета датчика происходит в интервале полезного сигнала с выхода шунтирующего элемента одной чз фаз грубого отсчета (см. фиг. 2). На фиг. 3 представлены диаграммы Hanpgtжений, поясншощих принцип синхронизации грубого и точного отсчетов. Здесь обознач&i нпг lJ( напряже1шя на выходе фаз грубого отсчета датчика} напряжение на выходе первого элемента шунтирования точного отсчета. На входе элемо1 та возможны три соч81влия сигналов - а, б, в. В случае а) расcornacoBaiffle отсчетов отсутствует, при этом через блок управления 16 управляющий сигнал поступает на блок ключей грубого отсчета 10, последовательность зажигания цифр на табло блока индикации соответствует сигналам с выхода дешифратора грубого отсчета. В случае б) есть рассогласование сигналов точного и (Грубого отсчетов на величину .... Л дп , которое может иметь место в реальной работе пре )бразовйтеля. Такое сочетание сигналов при отсутствии синхронизации приведет к появлению ци(}ры О в младшем разряде десятичного кода на табло раньше, чем сменится цифра в соседнем старшем разр5зде. Одновременность появле- ния цифр в разрядах на табло обеспечивается подачей угфавляющего сигнала с выхода элемента И через элемент НЕ 17 и блок управления 18 на блок ключей грубого отсчета 10, что приводит к га1лению очередной цифры и заншгаш Ю последующей в старшем разряде с опережением на величину возникшего рассогласования. В случае в) рассогласование выражено в запаздывании сигнала на BBnmvi У зап вариант исключается сдецмальной настройкой двухотсчетного датчика, у которого поворотные трансформаторы грубого и точного отсчета выполняются конструктивно ;в одном корпусе, Предлагаемый преобразователь допускает использование серийно выпускаемых микросхем, что позволяет значительно сократить габариты и в.ес отсчетного устройства, В схема используется много идентичных узлов, что способствует уменьшению номенклатуры элементов и времени настройки. клатуры элементов и времени настройки, Преобразователь позволяет получить дискрет нос 10 и выше при высокой точности ;феобразования. формула изобретения Двухотсчетный электромеханический преоб разователь углового положения вала в цифровой код, содержащий двухотсчетный датчик, соединенный с каналами грубого и точного отсчетов непосредстаешю и через точник периодического сигнала, и блок индикании, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразовател в него введены дешифраторы грубогоji точнего отсчетов,блок|и кгаочей грубого и точного отсчетов, пючи переменного тока, усипитепь пе-, ременного тока, вентиль, элементы И и НЕ и блоки управления, выходы каналов грубого и точного отсчетов подключены через соот ветствующие дешифраторы к входам блоков ключей, выходы которых соединены с входами блока индикации, ключи переменного тока через последовательно соединенные усилитель переменного тока и вентиль подключены к одному из входов элемента И, выход которого соединен с входом одного из блоков управления и через элемент НЕ - с входом другого блока управления, выходы -соединены с другими вхо„ °f ° ей грубого отсчета, выхс . соединень. с од группой входов ключей переменного тока, другая группа входов которого соединена с выходами канала грубого отсчета, другой выход канала точного отсчета соединен с другим входом элемента И. Источники информации, принятые во вни. . мание при экспептизе: iR ftft 1 Авторское свидетельство № 415688. кл. & О8 С 9/04, O/,.U1./. 2. Зверев А. Г. ,и др.. Р ли угловых перемещешш в цифровой код. Энергия, 1974. с. 82.