Преобразователь угла поворотаВАлА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относит.ся к цифровой измерительной технике и предназначено для измерения угловых перемещений в автоматических комплексах. Известны преобразователи угол-код с синусно-косинусными вращающимися трансформаторами СКВТ в качестве датчиков угла l и . Однако для построения отсчетных частей преобразователей используют в основном два способа преобразования: угол-фаза-временной интервал-ко и компенсационный, в котором фаза сигнсша датчика уравновешивается фазой компенсирующего сигнгша, вырабатываемого преобразователем. Компенсационный способ позволяет реализовать большую точность. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, :одержащий последовательно соединенные синусно-косинусный вращё щийся трансформатор, фазовый детектор, управляемый генератор, блок управления и реверсивный счетчик, выход генератора импульсов соединен со входом делителя частоты, выход которого соединен с входом первого дешифратора, выходы первого и второг дешифраторов через формирователи синусоидального напряжения подключены соответственно ко входам фазового детектора и синусно-косинусного вращающегося трансформатора Сз . К недостаткам данного преобразователя следует отнести следующее. Динамическая ошибка преобразования в режиме слежения определяется не только величиной скорости и добротностью, но и тем, что изменение фазы компенсирующего напряжения производится один раз за цикл заполнения делителя частоты. В промежутках между этими моментами динамическая сшибка нарастает линейно во времени. Таким образом, динамическая ошибка имеет две соответствующих составляющих: М, определяемую добротностью системы Q л1 - Л (Q) и 2, определяемую циклом заполнения делителя частоты TJX Д2 -Q . Так, при числе разрядов делителей частоты п 14, частоте питания СКВТ, .равной 400 Гц, добротности преобразователя Q 400Vc я скорости изменения угла и 40°/с, будем иметь ul бугл.мин U. 2,„д„ б угл.мин, т.е. обе величины сравнимы. При этом необходимо отметить также скачкообразное изменение

динамической ошибки, что в свою очередь приводит к скачкообразному изменению кода и недопустимо в большинстве случаев использования динамического режима преобразователя.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введен сумматор двоичного кода, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй вход - с выходом делителя частоты, а выход - со входом второго дешифратора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит синусо-косинусный вращающийся трансформатор 1 (СКВТ), фазовый детектор 2, управляемый генератор 3, блок 4 управления реверсивным счетчиком, реверсивный счетчик 5, генератор б импульсов, сумматор 7 двоичного кода делитель 8 частоты, дешифраторы 9 и 10, формирЪватели 11,12,13 синусоидальных напряжений.

Выход СКВТ 1 соединен с первым входом фазового детектора 2, выход которого через управляемый генератор 3 и блок 4 управления реверсивным счётчиком соединен со входом реверсивного счетчика 5. Выход генератора 6 импульсов- соединен со входом делителя 8 частоты, выход которого соединен со вторым входом сумматора 7 двоичного кода и входом второго де шифратора 10, выходы которого через формирователи синусоидгшьных напряжений 12 и 13 соединены со входами СКВТ 1. Первый вход сумматора 7 соединен с выходом реверсивного счетчика 5, а его выход через первый дешифратор 9 и формирователь 11 синусоидального напряжения соединен со вторым входом фазового детектора 2.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом

СКВТ 1 преобразует угол поворота входного вала в. пропорциональный фазовый сдвиг выходного напряжения. Фазбвый детектор 2 осуществляет сравнение выходного напряжения с СКВТ 1 и компенсационного напряжения с формирователя 11 и преобразует рассогласование по фазе в постоянное напряжение, которое управляет частотой следования импульсов управляемого генератора 3. Блок 4 управления реверсивным счетчиком в зависимости от полярности напряжения с фазового , детектора 2 ,и величины порогового уровня определяет режим работы су1 О1Ирование или вычитание реверсивного, счетчика 5. Делитель 8 частоты осуществляет деление частоты генератора 6 импульсов до величины частоты питания СКВТ 1, Сумматор 7 двоичного кода осуществляет cy Iмиpoвaниe кодов реверсивного счетчика 5 и делителя 8 частоты. Таким образом, числа в сумматоре 7 и делителе 8 отличаюте ся на величину кода реверсивного

счетчика 5, пропорционального фазовому рассогласованию. Дешифраторы 9 и ,10 вырабатывают импульсные последо1вательности для формирователей 11,12

и 13, временные положения которых

определяются кодами делителя 8 и сумматора 7. Формирователи 12 и 13 вырабатывают два квадратурных напряжения для питания СКВТ 1, фазы которых постоянны. Формирователь 11 вырабатывает компенсирующее синусоидальное напряжение, фаза которого определяется кодом реверсивного счетчика 5, а значит и угла поворота вала датчика.

0 Так как формирование фазы компенсирунидего напряжения осуществляется непрерывно с помощью динамической погрешности, цикличность ввода кода определяется один раз за период заполнения делителя частоты - устранения, а динамическая погрешность заявляемого устройства - только его добротностью и является линейной функцией скорости вращения всша

Q СКВТ 1.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет почти в 2 раза уменьшить динамическую погрешность

« при сохранении статической точности, а также добиться линейного преобразования угла поворота СКВТ в двоичный код в следящем режиме, что очень существенно в большинстве случаев использования преобразователей угол0 код.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала

5 в код, содержащий последовательно соединенные сйнусно-косинусный вращающийся .трансформатор, фазовый детектор, управляемый генератор, блок управления и реверсивный счетчик, выход генера0 орз импульсов соединен со входом делителя частоты, выход которого соединен со входом первого дешифратора, выходы первого и второго дешифраторов через формирователи синусоидального напряжения подключены соответственно ко входам фазового детектора и синусно-косинусного вращающегося трансформатора, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения динамической

0 погрешности преобразователя, в него введен сумматор двоичного кода, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй вход с выходом делителя частоты, а выход 5 со входом второго дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 454547, кл. G 08 С 9/04, 1970,.

2.Патеит США ;3736491, . кл. 340 - 347, 1977.

3.Авторское св1Ц№т«льс7во СССР 546922, кл. .G 08 С 9/04/1 75 {(прототип) . .