Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники Ч предназначено для использования в системах преобразования угловых вели чин в код. .Известны преобразователи угла поворота вала, в код на основе электромеханических следящих систем, содержащие двухполюсный и многополюсный датчики угла, фазовращатели и фазовые детекторы 1. Недостатком известных преобразователей являются большой вес,, габариты и низкое быстродействие. Наиболее бли-зким техническим решением к данному изобретению является пр.еобразователь угла поворота вал в код, содержащий двухполюсный фазо вращательный датчик угла, один выход колорого через первый фазовращатель подключен к одному входу первого фа зового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом фазовращательного датчика угла, а выход подключен к первому преобразователю напряжения в частоту, выходы которого подключены к входам первог реверсивного счетчика, выходы разря дов первого реверсивного счетчика подключены к управляющим входам первого фазовращателя, многополюсный фазовращательный датчик угла,, один выход которого через второй фазовращатель подключен к одному входу второго фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом многополюсного фазовращательного датчика угла, а выход подключен ко второму преобразователю напряжения в частоту, второй реверсивный счетчик, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам второго фазовращателя, блок согласования отсчетов, входы которого соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков 2 . Недостатком известного преобразователя является низкая динамическая точность при больших скоростях и ускорениях движения входного вала. Это обусловлено тем, что известный преобразователь является астатической системой с астатизмом, равным 1, которая имеет добротность по скорости, как правило, не более 1000 с и которой по принципу действия присущи ошибки по скорости и высшим производным закона движения входного вала.. Целью изобретения является повышение динамической точности преобразователя. Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота в-ала в код введены два элемента ИЛИ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму преобразователям напряжения в частоту, а выхода подключены к входам второго реверсивного счетчика Блок-схема преобразователя приведена на чертеже. Преобразователь угла поворота вала в код содержит двухполюсный фазовращательный датчик 1 угла, один из выходов которого непосредственно, а второй через фазовращатель 2, подключенный к управляющему выходу реверсивного счетчика 3, соединены с входами фазового дискриминатора 4, |выход которого через преобразователь 5 напряжения в частоту связан с вхо дами реверсивного счетчика 3, много ;полюсный фазовращательный датчик б угла, один из выходов которого не;посредственно, а другой через фазовращатель 7, подключенный к управляю щему выходу реверсивного счетчика 8 соединены с входами фазового ди:скри минатора 9, выход которого череда преобразователь 10 напряжения в час тоту и элементы 11 и 12 ИЛИ связан со входами реверсивного счетчика 8, вторые входы элементов 11 и 12 ИЛИ соединены с выходами преобразовател 5 напряжения в частоту, блок 13 согласования отсчетов, подключенный , своими входами к выходам реверсивны счетчиков 3 и 8. Преобразователь работает следую. щим образом. В исходном состоянии датчики 1 и б угла и фазовращатели 2 и 7, управляемые, соответстветно, кодами счетчиков 3 и 8, находятся в согласованном положении. При пово роте входного вала на угол А, датчик ;1 и фазовращатель 2 рассо1 ласовываются, на выходе фазового дискримина тора 4 появляется напряжение оимбки в результате чего преобразователь 5 .напряжения в частоту начинает выраб ку выходных импульйов. Импульсы с выхода преобразователя 5 напряжения в частоту подсчитываются ревер л1внцм счетчиком 3, кодом которого управляется фазовращатель 2 таким образом, что рассогласование датчика 1 и фазовращателя 2 уменьшается До нуля., в течение цикла отработки на реверсивный счетчик 3 поступает число импульсов, пропорциональное углу .го где fikSi ошибка канала грубого отсчета. Это же количе ство импульсов поступает через элементы 11 и 12 ИЛИ на реверсившлй .Счетчик 8 канала точного отсчета, следовательно фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 7, управляемым реверсивным счетчиком 8, изменится на величину, пропорциональную..гхз Фазовый сдвиг, вносимый датчиком 6 при повороте его вала на уголс,, пропорционален углу« « . Таким образом, рассогласование канала точного отсчёта равно т . е. ошибке канала грубого отсчета, и отрабатывается каналом точного отсчета с ошибкой .е. с ошибкой канала точного отсчета. При вращении входного вала с постоянной скоростью канал грубого отсчета отслеживает это движение с динамической ошибкой I которая в этом случае является постоянной величиной и, следовательно, полностью отрабатывается каналом точного отсчета. Таким образом, в режиме вращения входного вала с постоянной скоростью динамическая ошибка преобразователя равна нулю. При движении вала по закону cj(-t)ri-Ч, динамическая ошибка преобразователя обратно пропорциональна произведению добротностей каналов грубого и точного отсчета на скорости, постоянна по величине и равна , где Ss - величина ускорения движения входного вала, oiQro добротности по -скорости каналов точного и грубого отсчета. Таким образом, введение в состав преобразователя двух элементов ИЛИ, включенных указанным образом, повышает степень астатизма преобразователя, что позволяет уменьшить динамическую ошибку по скорости и знёчительно снизить динамическую ошибку по ускорению. Применение предлагаемого-преобразователя позволит существенно повысить точность кодирования угловых величин в широком диапазоне скоростей и ускорений входного вала. Экономический эффект от использования такого преобразователя определяется его техническим преимуществом. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий двухполюсный фазовращательный датчик угла, один выход которого через, первый фазовращатель подключен к одному входу первого фазового дискриминатора, другой В1ход которого соединен с другим выходом фазовращательного датчика угла/ а выход подключен к первому преобразователю напряжения в частоту, гвыходы которого подключены к входам

iiepBoro реверсивного счетчика, выходы разрядов первого реверсивного счетчика подключены к управляющим входам первого фазовращателя, многополосиый фазовращательный датчик угла, один выход которого через второй фазовращатель подключен к одному входу второго фазового дискриминатора, другой вход которого соединен с другим выходом многополюсного фазовращательного датчика угла, а выход подключен ко второму преобразователю напряжения в частоту, второй реверсивный счетчик, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам второго фазовращателя, блок согласования отсчетов, BxojQd которого соединены с выходами первого и втот {рого реверсивных счетчиков, о т л ичающийся тем, что, с целью повьидения динa ичecкoй томности преобразователя, в него введены два элементл ИЛИ, пбрвые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму преобразователям напряжения в частоту, а выходы подключены к входам второго реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 80, рис. 29.

2.Зверев А.Е. и др. Преобразова5тели угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 82, рис. 30 (прототип).