Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к авто1«#атике и вычислительной технике и может быть / -- использовано для связи аналоговых иоточников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразовапгели угла поворо та вапа в код, содержащие кодовую маоку, укрепленную на валу, и неподвиикные считывающие элементы l . Недостатки таких преобразователей - большие габариты, низкие точность и раэ решающая способность. . Известны также преобразователи, содержацие многофазный источник переменного напряжения, подключенный к входам многофазного датчика, выходы которого через блоки фазосдвигающих элементов подключены к преобразователю сдвига фазы в код. В таких преобразователях иоключаются погрешности неравенства коэффициентов передачи обмоток и погрешно ти пространственного смешения обмоток датчика угла . Недостаток таких преобразователей заключается в их сложнооти, в частности, в необходимости многофазного источника переменного напряже- , ния с малыми нелинейными искажениями. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, со- . держащий источник переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика, блок прео&разования амплитудно-модулированньк сигналов в код 3 . Недостаток таких преобразователей состоит в значительных погрешностях, вызванных неравенством коэффициента передачи обмоток деггчика и их пространственным смещением. Цель изобретения - повьпиение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник переменного напряжения, подключенный к первичной обмот ке синусно-косинусного датчика, одни йыводы вторичных обмоток которого подклк 37чены к блоку преобразования амппитудномодупированных сигналов в коя, а другой вывод одной вторичной обмотки подключен к общей шине, введены четыре перекпгочагепя, а сину 5но-косинусный датчик снабжен дополнительными вторичными обмотками, Ъхопы первого и второго переключателей соединены с выводами первой дополни тельной вторичной обмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединены с выводами второй дополнительной вторичной обмотки, общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с -. другом, общая точка второго переключателя соединена с общей шиной, а общая точка четвертого переключателя соединена с другим вьюодом другой вторичной обмотки На чертеже представлена структурная схема преобразователя. Преобразователь содержит источник 1 переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке синусно-косинусного датчика 2, одни выводы вторичных обмоток которого подключены к, блоку 3 прео разования амютитудно-модупированных сиг налов в код, первый переключатель 4 и второй переключатель 5, входы которого соединены с выводами первой дополнителЬ ной вторичной обмотки, третий переключатель 6 и четвертый переключатель 7, входы которых соединены с выводами вто рой дополнительной вторичной обмотки, общиЪ Точки переключателей 4 и 6 соединены друг с другом, другой вывод одной вторичной обмотки датчика 2 и общая точка переключателя 5 соединены с общей шиной, а общая точка переключателя 7 соединена с другим выводом другой вторичной обмотки датчика 2. Переключатели 4 - 7 работают неза вйбймо друг от друга, подключая полнО стью или частично дополнительные вторич ные обмотки датчика 2 последовательно с другой вторичной обмоткой этого, датчика. Направление включения допбпнйтёль ных обмоток зависит от знжа компенсируемой погрешности. Преобразовеггель работает следующим образом.Источншс 1 формирует синусоидальное напряжение и питания, поступающее на первичную обмотку датчика 2-. Выходные напряжения W| и Ог. на вторичных обмо- ках детчика 2 изменяются в функции синуса и косинуса угла поворота с{ у,-1Г&1п (i;+6U)c05(), гдеЦ - номинальная амплитуда вьвсопных сигналов вторичных обмоток; 8 Д и Л д постоянные смещения по амплитуде и фазе, вызванные неравенством коэффициентов передачи обмоток датчика 2 и их пространственным сме. щением по фазе. Смещения А U и Л л вызывают мультипликативную погрешность измерения угла поворота вала. С помощью переключателей 4 и 5 регулируют фазу выходных сигналов синусно-косинусного датчика 2, исключая смещение по фазе огибающей между выходными сигналами датчика 2. При этом часть Д U вьпсодного напряжения косинусной (синусной) обмотку складывается с выходным напряжением I/ синусной (косинусной) обмотки. I4COS () . - /ir -t-AlJ . siH(A arctg ) Выбрав с помощью переключателей 4 и 5 величину Д J так, чтобы выполнялось равенство d tX arctd 7j , компенсируют погрешность преобразователя, вызванную отклонением Л от перпендикулярности обмоток датчика 2ч С помощью переключателей 6 и 7 регулируют амплитуду выходных сигналов датчика 2, исключая неравенство амплитуд Д и синусной (косинусной) обмотки, вызванное в процессе компенсации неперпендикулярности обмоток Лг( . Скомпенсированные по амплитуде и фазе огибающей выходные сигналы синуснокосинусного Д)эгтчйка 2 поступают в блок 3, где происходит преобразование амплитудно-модулированных. сигналов в код с использованием промежуточного преобразования в фазу или решение тригонометрических тождеств. В результате использования дополнительных обмоток датчика 2 и переключателей 4-7 для .регулирования амплитуды и фазы огибающей выходных сигналов датчика 2 точность преобразователя угла в код значительно повышается, также как и в случае применения фильтра обратной последовательности в двух фазных фазовращателях. Ншример, для преобразователя угла с датчиком типа ВТ-5 погрешность уменьшается приблизительно в 10 раз.. Однако по сравнению с хшухфаз1яь1ми фазовращателями предлагаемый преобразовйгель проще, в нем используется однофазный источник питания вместо двухфазного, а самое главное, упрощается конструкция синусно-косинусного датчика 2, в качест574ве. которого используют, например, высокоточный индукционный редуктосин с одной первичной обмоткой. Экономический эффект от использования предпагаемого преобразователя оценивают по отношению к преобразователю на основе двухфазного фазовращателя с фильтром обратной последовательности, который имеет такую же точность. За счет исталЕ зования более технологичного в изготовле НИИ индукционного редуксина и упрощения блока питания затраты на изготовление одного преобразователя снижаются в 1,3 раза, что приводит к экономии 400 р. на один преобразователь. По предварительным подсчетам годовая экономия составляет около 40.000 р. формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержаций источник переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке сжнусно-косинусного датчика, одни выводы вторичных обмоток которого подклкэчены к блоку преобразования амплитуд- но-модулированных сигналов в код, а друIТ

-t Р Г4 . - Т .

1 f

ISI-J I 86 гой вывод одной вторичной обмотки подключен к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены четыре переключателя, а синусно-косинусный датчик снабжен дополнительными вторичными обмотками, входы первого и второго переключателей соединены с выводами первой дополнительной вторичной обмотки, входы третьего и четвертого переключателей соединены с вьшодами второй дополнительной вторичной обмотки, общие точки первого и третьего переключателей соединены друг с другом, общая точка второго переключателя соединена с общей шиноС а общая точка четвертого переключ аггеля соединена с другам выводом другой.вторичной обмотки. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Меськин И. В. фотоэлектрические преобразователи информации, 1962, с.8-11. 2.Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 1ОЗ-106. 3.Патент США № 3505669, кл. 340-347, 1970 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 3822/17 Тираж 682 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ii ifflS ia;.ii E;s i ias33aiiSE-s-,s ai4ii iiBit«ssa fctfi54a

,«4 даВ4иад - а ШЕ Я|Й М| Ш,Ий:ЬЬ :-,

.ЯйЗДр