Преобразователь угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение Советский патент 1981 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в аналоговых счетно-решающих приборах и устройствах. Известен преобразовательугла по ворота вала в линейно изменякадееся напряжение на линейных потенциометрах fl . Однако этот преобразователь с однооборотньми и многооборотными например двадцатиоборотными) потенциометрами не позволяет без ограничения числа оборотов вала получить повторя щееся пилообразное напряжение, линей но изменяющееся в пределах Ксшсдого оборота. Известен преобразователь, содержа щий коммутатор, параметрический преобразователь угла, выполненный в вид вращающегося трансформатора, и источ ники добавочных напряжений, вал трансформатора кинематически связан с коммутатором, источники добавочных напряжений соединены через ксвлмутато с обмотками трансформатора 2. Однако наличие источников добавоч ных напряжений снижает надежность . устройства, так как переключение истбчников добавочных напряжений сопря жено, при даже незначительном нарушении синхронизма работы коммутатора, с выходом из строя источников питания за счет их закорачивания. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение. Цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение,содержащий коммутатор, линейный параметрический преобразователь угла, кинематически соединенный с коммутатором, имеющий параметрический преобразователь угла, выполненный в виде потенциометра, имеющего двухщеточный секторный узел с углом между щеткг ш 180® причем в зоне проводящего участка на концах сопротивления он имеет длину не.менее ширины щетки, введены резисторы, подключенные к преобразователю угла, и кo yтaтop, выполненный в виде набора скользящих контактных пар и ключевых элементов, подключенных к контактным парам. На фиг. 1 представлена схема преобразователя угла поворота вгша в линейно изменяющееся напряжение в

пределах каждого оборота вала/ на фи-г. 2 - схема преобразователя в частном варианте переменного управляющего напряжения.

Преобразователь содержит линейный параметрический преобразователь угла - угловой потенциометр 1 с угловым размером сопротивления 180, коммутатор 2, резисторы 3 и 4. Коммутатор 2 содержит контактную пару 5 и ключевые элементы 6-9. Потенциометр 1 и резисторы 3, 4 последовательно подключены к-источнику 10 питания.

Ключевые элементы б и 9 подключены параллельно резисторам 3 и 4, а ключевые элементы 7 и 8 - между щетками 11 и 12 потенциометра 1 и выходом преобразователя 13. Щетки 11 и 12 расположены диаметрально друг к другу. На концах сопротивления потенциометра 1 размещены проводящие участки 14 длиной не менее ширины щетки.

Преобразователь содержит также управляющую шину 15, трансформаторы 16 и 17, выпрямительные элементы 18.

Преобразователь работает следую 1ШМ образом.

При его включении сигнал с шины 15 управления поступает на контактную пару 5. Если контактная пара 5 замкнута, т.е. щетка находится на проводящем участке, то управляющий сигнал поступает на ключевые элементы 8 и 9. Ключевой элемент 9 замыкает накоротко резистор 4, а ключевой элемент В подключает щетку 11 потенциометра 1 к выходу преобразователя 1 3 .

Таким образом, при замкнутой контактной паре 5 к источнику 10 питания подключены последовательно соединенные потенциометр 1 и резистор 3, выходное напряжение преобразователя изменяется по закону

л - II f 1

Ugfeix - Ug i80()

где oL - угол поворота вала в градуcaxj

Rfi - величина сопротивления потенциометра 1;

R - величина сопротивления резистора 3/ Ug,x - входное напряжение на шине

источника 10; бых выходное напряжение на шине

преобразователя 13. Величины R сопротивлений резисторов 3, 4 и потенциометра равны между собой, следовательно, при О i oL 180°

II - 11 -4- вых %х 360°

Если контактная пара 5 разомкнута (при 180° el- 36(f) , т.е. щетка ее находится на непроводящем участке, то управляющий сигнал поступает на ключевые э.пем1.нты б и 7. Ключевой

элемент б замыкает накоротко резистор 3, а ключевой элемент 7 подключает щетку 12 потенциометра 1 к выходу преобразователя 13. Таким образом, к шине 10 питания подключены последовательно соединенные потенциометр 1 и резистор 4, входное напряжение преобразователя изменяется по тому же закону

«L

выx 360°

в частном варианте преобразователя (фиг. 2) при переменном управляющем напряжении управление ключевыми элементами 6-9 осуществляется через трансформаторы 16 и 17, между вторичными обмотками которых и ключевыми элементами 6-9 включены выпрямительные элементы 18.

Если контактная пара 5 замкнута.

то управляющий сигнал поступает на

первичную обмотку трансформатора 17 открыты ключевые элементы 8 и 9. Поступление при этом управляющего сигнала на симметричные встречно включенные первичные обмотки трансформатора 1 б приводит к компенсации сигналов во вторичных обмотках трансФорматора 16 - ключи 6 и 7 заперты. Если контактная пара 5 разомкнута, то управляющий сигнал поступает

только на одну первичную обмотку трансформатора 16. - открыты ключи б и 7

Предложенный преобразователь обладает более высокой надежностью за

счет более высокой точности потенциометра в сравнении с линейным вращающимся трансформатором.

Формула изобретения

1.Преобразователь угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение, содержащий коммутатор, линейный параметрический преобразователь

угла, кинематически соединенный с коммутатором, отлич.ающийс я тем, что,, с целью повышения надежности, в параметрический преобразователь угла, выполненный в виде

0 потенциометра, введены резисторы, подключенные к преобразователю угла, и коммутатор, состоящий из ключевых элементов, подключенных к контактнш/ парам.

5 -..

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что потенциометр выполнен в виде двухщеточного секторного узла с углом сопротивления и углом между щетками 180°, проводящими участками на концах сопротивления, каждый из которых выполнен длиной не менее ширины щетки.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что

коммутатор BiJiijjineH в виде набора скользярдих контактных пар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шаталов А.С. и др. Функциональные формирователи электрических сигналов. М., Энергия, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР II 453565, кл. G 01 О 5/12, 1972.