Преобразователь угловых перемещений вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЬХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВАЛА В КОД

t

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, преобразуюших угловые перемещения вала в код.

Известен преобразователь угла пово-5 рота вала в код, позволяющий компенсировать синфазные и квадратурные помехи несущей частоты (возникающие в линии связи индуктосин-СКВ-приемник) при условии, что амплитуда и фаза по- 10 мехи не меняются во времени, так как на практике амплитуды, фазы, а также и частоты помех (наводок), возникающих в линии связи преобразователя угол-код, являются случайными величи- |5 нами и могут изменяться во времени, то не исключено влиягние отдельных периодических погрешностей с фиксированной частотой 1 .

Влияние помех на точность работы преобразователя может быть уменьшено за счет использования в измерительной цепи преобразователя (на выходе СКВТприемника) избирательного усилителя 25 с полосой пропускания & t настроенного на частоту ш опорного напряжения, поступающего на запитку индуктосина. Однако это позволяет исключить только те периодические помехи, 30

частоты которых выходят за полосу пропускания избирательного усилителя. Помехи,частоты которых находятся в пределах

noM.., ,

проходят бэз изменения амплитуды через избирательный усилитель, и, следовательно, оказывают влияние на точность преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь угловых перемещений вала в код, содержащий многополюсный поворотный трансформатор (СКВТ-датчик), соединенный с синусно-косинусным поворотным трансформатором (СКБТ-приемником), генератор опорного напряжения, избирательный усилитель, фаэочувстви20тельный выпрямитель и блок формирования полезного сигнала, выполненный, например, в виде исполнительного двигателя и кодового датчика угла, кине матически подключенных к валу СКВТприемника 23.

Однако известному преобразователю свойственно снижение точности из-за наличия различных периодически: rtoмех, наводок, шумов, наведенньос в линии связи индуктосин-СКВТ-приемник. Это связано с тем, что выходно сигнал индуктосина в известных конст рукциях имеет очень малую величину, поэтому даже появление в линии связи индг.ктосин-СКВТ-приемник цепи преоб разователя угол-код незначительных помех, приводит к большим пох-решностям преобразования. Целью изобретения является повыше ние точности работы преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь введены фазоинверторы и генератор переменного на пряжения низкой частоты, выход которого соединен с первыми входами фазо инверторов. Выход генератора опорного напряжения соединен с. вторым входом первого фазоинвертора, выходы которого подсоединены к входной обмотке СКВТ-датчика. Выходная обмотка СКВТ-приемника соединена с вторым и третьим входами второго фазоинвертора, выход которого через последовательно соединенные избиратель ный усилитель и фазочувствительный выпрямитель соединен с входом блока формирования полезного сигнала. На фиг.1 показана стру1 турная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжения, СКВТ-датчик 2, СКВТ-приемник 3, избирательный усилитель 4, фазочувствительный выпрямитель 5, блок 6 формирования полезного сигнала, состоящий из двигателя 7 и кодового датчика 8 угла, фазоинвертОры 9 и 10 и генератор 11 низкой частоты. В качестве СКВТ-датчика 2 использован индуктосин, обмотка ротора которого через фазоинвертор 9 подключена к выходу генератора 1. Статорные обмотки индуктосина связаны со статорными обмотками СКВТ-приемника 3, роторная обмотка которого подключена через фазоинвертор 10, избирательный усилитель 4 и фазочувствительный выпрямитель 5 к обмотке упра ления двигателя 7. На выходе генератора формируется синусоидальный сигнал высокой частоты , а на выходе генератора 11 - прямоугольный сиг нал низкой частоты uJ „ u)o . Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал UQ (t) (см.фиг.2, генератора 1 поступает на первый вхо фазоинвертора 9, на второй вход кото рого поступает с выхода генератора 1 прямоугольный сигнал ищ4 (t), имеющий два уровня - нулевой и единичный (см.фиг.2,d). При нулевом уровне сиг нала на втором входе фазоинвертора 9 фаза синусоидального напряжения на выходе фазоинвертора 9 изменяется на ISC, а при единичном уровне фазг синусоидального напряжения на выходе фазоинвертора 9 не меняется, в результате при поступлении на второй вход фазоинвертора 9 периодического прямоугольного сигнала с частотой ц.g на выходе фазоинвертора 9 образуется синусоидальное напряжение (и„о;(). фаза которого скачкообразно изменяется на 180 с частотой uUn-w (см.фиг. 2). Этот периодический сигнал, спектр которого может быть представлен суммой гармонических сигналов вида I-on ±COS(UUj . (0) Н о - м.м/ пол JT (u;p-t uu,,)t..., поступает на запитку роторной обмотки индуктосина. Наведенные во вторичных обмотках индуктосина ЭДС, фазы которых также изменяются в соответствии с опорным сигналом, поступающим на запитку индуктосина, по. трехпроводной линии связи передаются в статорные обмотки СКВТ-приемника 3, на выходе которого также образуется синусоидальный сигнал рассогласования, фаза -которого также периодически изменяется на ISO. Во втором фазоинверторе 10 по выходному сигналу генератора 11 производится вторичное скачкообразное изменение фазы выходного сигнала СКВТприемника 3 на 180 , причем, как следует из схемы, скачкообразное изменение фазы в сигнале на выходе фазоинвертора 10 и скачкообразное изменение фазы, сигнала на выходе фазоинвертора 9 происходят одновременно, в результате двойного синхронного изменения фазы синусоидального напряжения в фазоинверторах 9 и 10 сигнал рассогласования -Ipcic/ -oi на выходе фазоинвертора 10 представлен синусоидальным напряжением (см.фиг.2,Д),фаза которого остается неизменной. Этот сигнал поступает через избирательный усилитель 4, фазочувствительный выпрямитель 5 на обмотку управления двигателя 7. При появлении сигнала рассогласования двигатель 7 вращаясь, разворачивает вал СКВТ-приемника в сторону уменьшения сигнала рассогласования. При нулевом сигнале рассогласования двигатель 7 выключается, при этом выходной код кодового датчика 8 угла равен измеряемому углу 0 . При появлении в линии связи б или а-й (см.фиг.1) помехи ( (см.фиг. 2, t) с частотой, частоте опорного сигнала генератора 1, на выходе СКВТ-приемника появится дополнительный сигнал - помеха. Вфазоинверторе 10 дополнительный сигнал - помеха (&0|).-качкообразно изменяется по фазе на в соответствии с законом изменения выходного сигнала генератора 11. В результате непрерывный синусоидальный сигналпомеха Ungpn ( представленный гармоникой с частотой иОдл., t, преобразуется в сложный периодический сигнал, фаза которого скачкообразно изменяется с частотой на 180 (см.фиг.). Этот сигнал может быть представлен суммой гармонических сигналов вида

. t Г.- - н-ч)

licos(«Jo±3uJ)t±...

Из этого следует, что если между полосой ui, пропускания избирательного усилителя 4 и частотой сигнала генератора 11 выполняется соотноше.ниег ,

.М

к..ч ,

то комбинационные гармоники сигнала фазоинвертора 10 будут значительно отличаться по частоте от основного полезного сигн.ала I)J),(AO f частотой Шо , и, следовательно, могут быть отфильтрованы избирательным усилителем 4.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемеще ний вала в код, содержащий многополюсный поворотный трансформатор-датчик, соединенный с синусно-косинусным поворотным трансформатором-приемником, генератор опорного напряжения, избирательный усилитель, фазочувствительный выпрямитель и блок формирования полезного сигнала, отличающийся тем, что, с целью noBtaueния точности работы преобразователя, в него введены фазоинверторы и генератор переменного напряжения низкой частоты, выход которого соединен с первыми входами фазоинверторов, выход генератора опорного напряжения . соединен с вторым входом первого фазоинвертора, выходы которого подсоеди5 иены к входной обмотке многополюсного поворотного трансформатора-датчика, выходная обмотка синусно-косинусного поворотного трансформатора-приемника соединена с вторым и третьим входами

Q второго фазоинвертора, выход которого через последовательно соединенные избирательный усилитель и фазочувствительный выпрямитель соединен с входом блока формирования полезного сигнала.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

466646, кл.С 08 С 9/04, 1973 (прототип) .

onW

Ы)

. l aoa-ff}

/ ./xx. .XX. .N

y X/

дЙдау./У

I ,xx, ,, , /X xx y Ч/ x Ч/

iV/-/

iv ,. ./X /X x x x/ X/ X/ X/ Ч/

Лтач.

XX

7 X/X/

X/ X/

y