Преобразователь углового перемещения в напряжение Советский патент 1981 года по МПК G01B7/30 H03M1/64 H03M1/50 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ

-. 1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования угловых перемещений ротора сельсина в напряжение постоянного тока. Известны устройства, преобразующи угол поворота ротора сельсина в пропорциональный сдвиг фазы напряжения, например, посредством RC-цепочек ij Недостаток данных устройств - несимметричная нагрузка фазных обмоток сельсина. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является из мерительный .преобразователь углового перемещения ротора сельсина, содержащий измерительный канал, в котором входы развязывающих (согласующих) усилителей подключены к фазным обмоткам сельсина,, а выходы фазосдвига щих цепей - ко входу суммирующего усилителя, выход последнего через усилитель-ограничитель соединен с дифференцирующей цепью. Опорный канал, содержит фазосдвигающий усилитель, усилитель-ограничитель, инвертор и дифференцирующие цепи, выходы развязывающих усилителей через ограничивающие резисторы связаны с входами фазосдвигающего усилителя, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к дифференцирующему блоку. Выходной каскад, включает в себя измерительный триггер, первый вход которого соединен с выходом дифферен- . цирующей цепи измерительного канала, второй - с выходом дифференцирующих цепей опорного канала, выход триггера подключен к усилителю-преобразователю (фильтру), схему управления опорным напряжением, в которой два входа блока сравнения подсоединены к входам развязывающих усилителей, а третий вход - к выходу формирователя временного интервала (формирователя прямоугольных импульсов), выход блока сравнения связан с триггером, управляющим транзисторными переключателями, подключенными на выходы фазосдвигающего усилителя, ко второму входу измерительного триггера подключен также переключатель, управляемый формирователем временного интервала, на вход которого через трансформатор поступает напряжение питания однофазной обмотки сельсина 2 Недостатками данного преобразователя являются сложность, ограниченность углового диапазона преобразований () и недостаточная точность. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упроще ние преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователе углового перемещения в напряжение, содержащем Ьпорный канал, включающий усилительогранич.итель, измерительный канал, включающий блок сравнения, развязывающие усилители, фазосдвигающую цеп и усилитель-ограничитель, датчик угла на сельсинах, входы которого подключены к источнику однофазного напряжения, формирователь временного интервала и усилитель-преобразова тель, введен формирователь импульсов в опорный канал введены делитель напряжения и формирователь импульсов, а в измерительный канал - делитель напряжения, входы которого подключены к выходам датчика угла, а первый и второй выходы соединены с входами блока сравнения измерительного канала, выход блока сравнения измеритель ного канала и третий выход делителя напряжения, измерительного канала через соответствукяций развязывающий усилитель измерительного канала подключены к входам фазосдвигающей цепи измерительного канала, выход которого через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь импульсов подключен к первому входу формирователя временного интер вала, выходы источника однофазного напряжения через последовательно сое диненные делитель напряжения опорного канала, усилитель-ограничитель опорного канала, формирователь импульсов опорного канала подключены ко второму входу формирователя временного интервала, выход которого соединен со входом усилителя-преобра зователя. .На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, на фиг.2 временныедиаграммы работы элементов преобразователя. Преобразователь содержит датчик 1 угла на сельсинах опорный канал, вы йолненный на делителе 2 напряжения, усилителе-ограничизеле 3, формирователе 4 импульсов, измерительйый канал, выполненный на делителе 5 напряжения, блоке 6 сравнения, развязывающих усилителях 7 и 8, фазосдвигающей цепи 9, усилителе-ограничителе 10, формирователь 11 импульсов, формирователь 12 временного интервала, усилитель-преобразователь 13. Преобразоват1ель работает следующи образом. Выходное напряжение с делителя 2 напряжения опорного канала поступает на вход усилителя-ограничителя 3. Это напряжение усиливается и ограничивается по амплитуде так, что из синусоидальногонапряжения образуются прямоугольные импульсы положительной полярности с крутыми фронтами, соот-. ветствующими моментам перехода входного синусоидального напряжения через нулевое значение. Прямоугольные импульсы с усилителя-ограничителя 3 поступают на вход формирователя 4 импульсов, который преобразует входные импульсы так, что на его выходе создаются кратковременные импульсы отрицательной полярности, соответствующие по времени к.оменту перехода синусоидального напряжения от отрицательного к положительному значению (диаграмма В на фиг. 2). Отрицательные опорные импульсы-поступают на вход формирователя 12 временных интервалов и устанавливают триггер этого блока в единичное состояние. В измерительном канале делитель 3 напряжения подключается к линиям 14-16, соединяющим фазные обмотки сельсинов. В преобразователе трехфазное напряжение цепи синхронизации сельсинной передачи сначала преобразуется в двухфазное. Получение разности фазных напряжений осуществляется блоком 6 сравнения, причем напряжение U с делителя 5, подключенного к фазной линии 14, подается на вход уменьшаемого, а напряжение и с делителя 5, подключенного к фазной линии 16 - на вход вычитаемого блока 6 сравнения. Далее двухфазное напряжение преобразуется в однофазное напряжение постоянной амплитуды и фазовым сдвигом пропорциональным угловому перемещению ротора сельсина в пределах от О до 360. Для этого разностное напряжение U-j-U- через развязывающий УСИЛИТЕЛЬ 7 подается на конденсатор фазосдвигающей цепи 9 , а фазное напряжение и,; через развязывающий усилитель 8 подается на резистор той же. цепи. Параметры фазосдвигающей цепи 9 выбраны так, что выполняется условиеКСш 1 на частоте напряжения питания сельсинов. Развязывающие усилители 7 и 8 уменьшают выходные сопротивления источников двухфазного напряжения и устраняют влияние фазосдвигаклцей цепи 9 на эти источники. Фазосдвинутое напряжение преобразуется усилителем-ограничителем 10 и формирователем 11 имлуласа в кратковременные импульсы отрицательной полярности (диаграмма 1 на фиг. 2). Фазосдвинутый импульс поступает на вход формирователя 12 временного интервала и устанавливает триггер формирователя 12 в нулевое состояние. Таким образом, разность фаз между опорным и фазосдвинутым импульсами преобразуется в длительность вы.ходного импульса формирователя 12

временного интервала (диаграмма а на фиг.З). Усилитель-преобразователь 13 усредняет импульсы по иериоду напряжения питания сельсинной передачи, . причем значениеусредненного уровня пропорционально длительности импульса и, следовательно, линейно зависит |От углового перемещения ротора сельсина.

Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя углового перемещения в напряжение определяется его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Преобразователь углового перемещёния в напряжение-, содержащий опорный канал, включаюций усилитель-ограничитель, измерительный канал, включакщий блок сравнения,развязывающие усилители, фазосдвигающую цепь и усилитель-ограничитель, датчик угла на сельсинах, входы которого подключены к источнику однофазного напряжения, формирователь временного интервала и усилитель-преобразователь, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения преобразователя, в него введен формирователь им- пульсов, в опорный канал введены делитель напряжения и формирователь импульсов а в измерительный канал - делитель напряжения, входы которого подключены к выходам датчика угла, .а первый и второй выходы соединены с входами блока сравнения измерительного канала, выход блока сравнения измерительного канала и третий выход делителя напряжения-измерительного канала через соответствующий развязывакяций усилитель измерительного канала помключены к входам фазосдвигаю-

0 щей цепи измерительного канала, выход которого через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь импульсов подключен к первому входу, формирователя времен5ного интервала, выходы источника однофазного напряжения через последовательно соединенные делитель напряжения опорного канала, усилитель-.ограничитель опорного канала, формиро0ватель импульсов опорного канала подключены к второму входу формирователя временного интервала, выход кото рого соединен со входом усилителя- преобразователя.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 475647, кл. G 08 С 9/04,. 06.02.73 (прототип).

а

V V W

ифс

V