Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1981 года по МПК G08C9/08 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В-КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие неподвижный статор, ротор, укрепленный на входном валу, модуляторы, укрепленные на валу двигателя, выходы фоточувствительных элементов подключены к цифровому фазометру СО, Недостатком известного преобразователя является малый выходной сигнал и невысокая точность, вызванная ограниченным количеством штрихов, участвующих одновременно в усреднении, Известен.также преобразователь угла поворота.вала в код, содержащий He подвижный статор, укрепленный на вход ном валу ротор, модуляторы, установленные на валу двигателя и цифровой фазометр. Пары модулятор-статор и модулятор-ротор представляют собой электростатические генераторы Г23. Однако устройство имеет невысокую точность, вызванную низкой помехоустойчивостью и малым выходным сигналом. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовый датчик угла, в котором на валу электродвигателя установлены два зубчатых кольцевых П-образных магнитопровода модулятора, неподвижный зубчатый кольцевой П-образный магнитопровод статора с обмоткой и укрепленный на входном валу зубчатый кольцевой П-образный магнитопровод ротора с обмоткой, кольцевые магнитопроводы модулятора и статора (ротора) установлены соосно и попарнр сопряжены торцами, обращенными в сторону зазора между ними, а обмотки ротора и статора подключены к фазометру ГЗЗ. Недостатком известного преобразователя является ограниченная точность, вызванная погрешностью нарезки зубчатых колес, в особенности зубчатого колеса ротора. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовый датчи угла, в котором на валу электродвига теля установлены два зубчатых кольцевых П-образньгх магнитопровода модулятора,, неподвижный кольцевой П-об разный магнитопровод статора и укреп ленный на входном валу кольцевой П-образный магнитопровод ротора,коль цевые магнйтопроводы модулятора и статора (ротора) установлены соосно и попарно сопряжены торцами, обращен ными в сторону зазора между ними, фа зометр и магниточувствительные элементы, введены дифференциальные усилители, зубчатые магнйтопроводы моду лятора выполнены из постоянных магни тов, магниточувствительные элементы объединены в группы и установлены на торцах П-образньгх магнитопроводов ро тора и статора, магниточувствительные элементы каждой из групп ротора и статора равномерно расположены по окр ткности, смещены относительно маг ниточувствительных элементов соседне группы на угол, кратный половине зуб цового деления, соединены последовательно и подключены к соответствующи входам дифференциальных усилителей, вы-ходы которых подключены к фазометру. На фиг. i схематически изображен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Преобразовательсодержит фазовый датчик J угла, в котором на Bajjy электродвигателя 2 установлены два зубчатых кольцевых магнитопровода 3 и 4 модулятора, неподвижный .кольцевой магнитопровод 5 статора и укрепленный на входном валу кольцевой маг нитопровод 6 ротор.а, кольцевые магнйтопроводы 3-6 установлены соосно и попарно (3 и 5, 4 и б) сопряжены торцами, установленными в сторону за зора между ними. На торцах магнитопроводов 5 и 6 установлены магниточувствительные элементы 7 и 8, которые равномерно расположенные по окружности, соединень последовательно И подключены к одному входу и общей шине дифференциального усилителя 9. Магниточувствительные элементы 8 магнитопровода 6, равномерно расположенные по окружности, смещены по отношению к элементам 7 на угол, кратный половине зубцового деления зубчатого магнитопровода 4 (З),соединены последовательно и подключены к другому входу усилителя 9. Аналогичным образом элементы 7 и 8 магнитопровода 5 подключены к дифференциальному усилителю 10, Выходы усилителей 9 и .10 подключены к фазометРУ П. Преобразователь работает следующим образом. Двигатель 2 вращает с постоянной скоростью (ju магнйтопроводы 3 и 4, выполненные из постоянного магнита. На элементы 7 и 8 действует переменное магнитное поле, в результате че|го проводимость этих элементов меняется с частотой, пропорциональной Произведению скорости (V и числу зубцов Z магнитопроводов 3 и 4. i При максимальной проводимости элементов 7 проводимость элементов 8 минимальна. При подключении последовательно соединенных элементов 7 и 8 к входам дифференциальньгх усилителей 9 и 10 на выходе последних формируется переменный сигнал частоты f - . Сдвиг по фазе Ч выходного м сигнала усилителя 9 по отношению к выходному Сигналу усилителя 10 пропорционален углу cL поворота входного вала Ч Zol. Преобразование сдвига по фазе Ч в код производится цифровь м фазометром 11 . Нанесение магниточувствительных элементов 7 и 8 на торцовые поверхности магнитопроводов 5 и 6 предлагаемого преобразователя может быть произведено с высокой угловой точностью, значительно выше, чем точHocrij изготовления известных зубчатых магнитопроводов. В результате погрешность предлагаемого устройства меньше, чем у известного. Технология нанесения магниточувствительных элементов, выполненных, например, в виде магниторезистивной матрицы, значительно проще, чем изготовление зубчатых магнитопроводов, по:;:тому стоимость предлагаемого преобразователя ниже стоимости известного.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовый датчик угла, в котором на валу электродвигателя установлены два зубчатых кольцевых П-образных магнитопровода модулятора, неподвижный кольцевой П-образный магнитопровод статора и укрепленный на входном валу кольцевой П-образный магнитопровод ротора, кольцевые магнитопроводы модулятора и статора (ротора) установлены соосно и попарно сопряжены торцами, обращенными в сторону зазора между ними, фазометр и магниточувствительные элементы, отличающийс я -тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дифференциальные усилители, зубчатые магнитопроводы модулятора выполнены из постоянных магнитов, магннточувствительные элементы объединены в группы и установлены на торцах

П-образных магнитопроводов ротора и статора, магниточувствительные элементы каждой из групп ротора и статора равномерно расположены по окружности, смещены относительно магниточувствительных элементов соседней группы на угол, кратный половине зубцового деления, соединены последовательно и подключены к соответст укгщим, входам дифференциальных усилителей, выходы которых подключены к фазометру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг 2