Кодирующий преобразователь перемещения Советский патент 1979 года по МПК G08C9/02 

иэ втвния - повызиение точноо ГЦ преобразователя путем увеличения числа порогов. Поставленная йвйь достигается тем, что в KOflHpyK)OMunDeo60ai3OBafienb введены подстроенные конденсаторы фаэочувствительные детекторы, эпеменгад НЕ и И, трансфс матор напряжения выполнен с ш пйлнительн : вторичной обмоткой, оо вовная вторичная обмотка которого выпол ена с отьотамй. Причем каждый отвьд через соотватствукяцнй подстроенный,кон денсат ч СоединенСО средней пластиной емкоствогр датчика, крайние пластины itbtt otNa соединены с началсФл и концом основной вторичной обмотки траноформатф(а HaiaipaaK HHsi, сигнальный вхЬй ка)кдого ф: э6чувствнгбльного дётект6р(а йойключен йарйа лельно соответствующему ROflfett oe HOMy конденсатору, вь1ходы фааочу&с1п8ит ьайзс детекторов соединены 6 йервыйлй; входами соответствующих элементов И и 4iqpe0 соответствующий элемент НИ - вторым входом предьадущего элемента И, опфные фаэонувст в 1тельных детекторов объединены и подШочены и дополнительной вторичной об мотке трансформатора напряжения. На чертеже представлена схема много норогОйого кодирующего преобразователя пёре шаения. Кодируюш:ий преобразователь переметёйия содержит: 1рансформатор 1 напряжения основная вторичная обмотка которого выполнена с отводами 2 Н Дошлнйтеяьную обмотку 3, емкостный дат -чик 4 (с переменньвл зазором),поДстроечн1Е4ё конденсаторы Sj-x , фазочувствц ельн1УЕё детекторы , логические эп«ленты НЕ 7j. н логические элементы И Sj/jj-i) крайние пластины 9 датчика, федние IP. V Схема; описывается следующей системой уравнений:. t) . . , . 4 . . ... ...,,, Ц) 3oZo4.tJ«2. v}o { 0 3 4:Jj4.. гдеХдИХо - емкостные сопротивления соответственно в хнего и нижнего плеч емкостного датчика 4; - . ZijZfl.t.X емкостные сопротивления подстроечных конденсаторов 5; ifOKH через верхнее и нижнее плечи емкостного датчика; К, |( - отношения числа витков в отводах 2j,y к числу витков, первичной обмогки трансформатора; KO - отношение полного числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки трансформатора HanpsiженияKI,VA. .. - токи черезп поде троечные конденсаторы; S - напряжение на первичной обмотке трансформатора.; . При перемещении средней пластины iSMKocTHoro датчика 4 от верхнего крайнего Положения к нижнему напряжению в точках 2 J.H последовательно проходит через нуль и меняет фазу на 18О . Момент равенства нулю напряжения (тока) в точке 2 J cootBetcTByeT следующим соотношениям между элементами преобразователю (из анализа системы уравнений(1) Kj. «O-KI K,-Ki KH-K .--- - jj 4-,,. -f- . oi (2) Момент равенства нулю Напряжения (гока) в точке 2 j соответствует следующим соотношениям между элементами схемы: KN i-«N г++. равенства нулю напряжения (тока) в любой i -и точке cooTBeTCiw вует следующим Ьоотношениям между элементами схемы: К Uo-Ki Kj-ki 2nl Хл .2 IТлп G ;0 KN-KV Ч---Г-( l,2,.-N). п в уравнениях (2),(3),(4) принято: 25jj - значение емкостного сопротивления верхнего плеча емкостного датчика, соответствующее моменту равенства нулю напряжения в отводе; Qj- то же, для нижнего плеча емкостного датчика. Иавесгно, что емкостные сопротивления плеч емкостного датчика с переменным зазором в функции перемещения on редепяются следующим образом: / Vi .....10(Хр-ьдХЛ,В 0,0995-О)-ее . л ( где Хо зазор между крайними и срвОгней пластинами екосостного датчика в среднем положении, см; АХ - заданная величина -го порога от среднего положения средней пластины, см; сО - угловая Чгастота; - относительная диэлекгрическая проницаемость среды; И - площадь перекрытия пластин емкострого датчика, см; flfc S - 0,0685-EjS. постоянная емкостного датчика с переменным зазором. Учитывая (5), а также то, чтоЙ . систему .уравнения (4) Мож представить в виде: dKXo-Ko( 06-15( -, q(Kj-KO,.2,...;N J«l Таким образом, для получения заданной многопороговой зависимости выходногх) напрзамсения от перемещения пара.. - -. Метра осемы должны удовлетворять системе уравнений (6). Как видно из (6), реализация преобразователя может быть осуществлена ди бо выбором коэффициентов К: , либо настройкой значений С. , либо комбинацией С j и К J . Использование комбинаций С и Kj позволяет расширить функ :циональные возможности преобразователя. Выходные напршкения трансформатора с отводов 2 вторичной обмотки преобразуются в единичный позиционный код с Помощью фазочубствительных детекторов 6 и логических элементов НЕ 7 и И 8, Опорные вхоЬы всех детекторов 6 объединены и гтодключены к дополни гельной вторичной обмотке 3 грансформагора 1, а их сигнальные входы подключены па- (е) раллельио соответствующим подстроочным конденсаторам 5. При перемещении средней пластины емкостного датчика 4 от верхнего крайнего положения к нижнему происходит последовательно поворот аэы на 180 в отводах 2 вторичной обмотки трансформатора 1, начиная с первого отвода 2j , При этом, в момент прохождения 1-го заданного перемещения А X I напряжение в точке 2 меняет фазу на 180 , на выходе детектора 6j гаэявляется потенциал, а на выходах остальных детекторов потенциал отсутствует. Выходной сигнал детектора 6 поступает на первый вход логического элемента И 8|, на второй вход которого через логический элемент НЕ 7 поступает выходной сигнал следующего детектора 6 Так как на выходе Ojj потенциал отсутствует, то появляется потенциал на выходе элемента НЕ 7 и аа выходе элемента И 8 . В момент прохождения го заданного перемещения AVjj напряЬкение в точке 22 меняет фазу на 1ВО , появляется потенциал на выходе детектора j, пропадает потенциал на выходе элемента НЕ 7 J, , пропадает потенциал на выходе элемента И 8i , а так как отсутствует потенциал на выходе 3-го детектора, то появляется потенциал на выходе 2-го элемента НЕ 7. а и на выходе 2-го элемента И 8 , таким образом, при прохождении i -го заданного перемещения АХ появляется потенциал на выходе f-ro элемента И, при этом на выходе сютальных элементов И потенциал отсутствует. Система выходных сигналов элементов И образует единичный позиционный код перемещения средней пластины емкостного датчика. Необходимо отметить, что преобразова тель может быть выполнен и с исполь аованием емкостного датчика с переменной площадью для получения многопороговой зависимости вьосодного кода от углового перемещения. Предложенный кодирующий преобразователь перемещения выгодно отличается от известного тем, что при простой схемной реализации появл$потся бсэтьшие функциональные возможности и увеличивается точность преобразования. ,Это позволит расширить сферу применения кодирующего преобразователя перемещения. Кроме того, получение функциональной зависимости выходного кода от перемощения fo единичный позиционный код создает большие удобства для дальнейшей обработки информации о перемещении в системе автоматического управления технологическими процессами на проиавойстве.

Формула изобретения

Кодирующий преобразователь пер меmeHHsi, содержащий трансформатор напряжения, соединенный с емкоетньп 1 датчиком по .мостовой схеме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены подстроечные конденсаторы, фазочувсгвительные детекторы, элементы НЕ и И, трансформатор напряжения выполнен с дополнительной вторичной обмоткой, основная вторичная обмотка которого выполнена с отводами, каждый отвод через соответствующий подстроечный конденса г

тор соединен со средней пластиной емкостного датчика, крайние .пластины которого соединены с началом и концом основной вторичной обмотки трансформатора напряжения, сигнальный вход каждого фазочувствительНого детектора подключен параллельно соответствующему подстроеЧиому конденсатору, выходы фазочувствительных детекторов соединены, с перми входами соответствующих элементов И и через соответствующий элемент НЕ со вторым входом предыдущего элемента И, опорные входы фазочувствительных детекторов объединены и подключены к дополнительной вторичной обмотке трансформатора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 499843, кл. Q О8 С 9/02, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 466376, кл. Q О1 В 7/00, 1973.