Преобразователь углового перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещения в код. Известен трансформаторный преобразователь перемещения в код, содер жащий кодирующий элемент, выполненный в виде барабана (диска, на котором нанесена кодовая маска, состо щая из ферромагнитных и диамагнитных участков. Относительно кодирующего элемента в преобразователе установлены считывающие трансформатор причем зазор между маской и считывающим трансформатором выбирается минимальным, чтобы обеспечить необходимое отношение между сигналом 1 и сигналом О. Для увеличения отношения сигнал/помеха в таком преобразователе используется специальный компенсирующий трансформатор 1 . Недостаток преобразователя состоит в сравнительно невысоких точности и надежности работы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь углового перемещения в код, содержащий кодирующий элемент, считывающие и компенсирующий трансформаторы, первичные обмотки трансформаторных считывающих элементов соединены последовательно с генера.тором сигналов спроса и первичной обмоткой компенсационного трансформатора, а вторичные обмотки считывающих трансформаторов включены последовательно-встречно с вторичной обмоткой компенсационного трансформатора, параллельно которой включен транзистор, предназначенный для шунтирования обратного выброса напряжения вторичной обмотки С2. Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он работает надежно только при последовательном сьеме информации, так как в момент считывания компенсируюй(ий трансформатор работает в паре только с одним считывающим трансформатором, и условия компенсации при этом остаются неизменными. При пэраллельном съеме информации вторичные обмотки считывающих трансформаторов нагружены на вторичную обмотку компенсирующего трансформатора, обеспечивая его дополнительное намагничивание. В результате амплитуда компенсирующего напряжения растет пропорционально чи лу возбужденных (замкнутых) считывающих трансформаторов. Условия компен сации нарушаются и на положительных полупериодах наблюдается амплитудное уменьшение рабочего сигнала замкнуты трансформаторов, что снижает отношение сигнал/помеха. С другой стороны, увеличение амплитуды выброса на отрицательных полупериодах превышает отрицательное напряжение на вторичных обмотках незамкнутых трансформаторов, вызывая считывание ложной еди ницы. Надежность работы преобразователя снижается. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя углового ne ремещения а код. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь углового перемещения в код, содержащий кодирующий элемент, считывающие и компенсационный трансформаторы с первичными обмотками, соединенными последовательно, и вторичными обмотками, одни концы которых соединены между собой и подключены к эмиттеру транзистора, коллектор транзистора соединен с другим концом вторичной обмотки ко пенсационного трансформатора и с шиной нулевого потенциала, другие концы вторичных обмоток считывающих транс форматоров через диоды соединены с выходами преобразователя и с одними выводами соответствующих резисторов нагрузки, другие выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, введены резисторы обратной связи, од ни выводы которых соответственно под ключены к выходам диодов, а другие соединены между собой и подключены к базе транзистора. На чертеже представлена схема пре образователя углового перемещения в код. Преобразователь содержит кодирующий элемент 1, представляющий собой барабан, на котором нанесена кодовая маска из ферромагнитных и .диамагнитных участков, размещенных в соответствии с кодом преобразователя. Относительно кодирующего элемента 1 установлены П-образные считывающие трансформаторы 2, имеющие первичную 3и вторичную обмотки. Первичные обмотки 3соединены последовательно с генератором сигналов опроса (не показан)и первичной обмоткой 5 компенсационного трансформатора 6. Вторичная обмотка 7 трансформатора 6 включена последовательно-встречно с вторичными обмотками k считывающих трансформаторов 2. Начала вторичных обмоток соединены с диодами 8, выходь которых подключены к резисторам 9 нагрузки и через резисторы 10 обратной связи соединены с базой ,-транзистора 11, подключенного параллельно вторичной обмотке 7 в направлении пропускания рабочего сигнала. Преобразователь работает следующим образом. В первичные обмотки 3 и 5 трансформаторов 2 и 6 подается переменное напряжение порядка tO-70 кГц. Во вторичных обмотках k трансформаторов 2 и обмотке 7 компенсирующего трансформатора 6 ййдуктируются напряжения, направленные встречно. В случае, когда трансформаторы 2 не замкнуты ферромагнитным участком кодовой маски кодирующего элемента 1, напряжения во вторичных обмотках 4считывающих трансформаторов 2 и обмотке 7 компенсирующего трансформатора 6 равны и на выходе преобразователя сигнал отсутствует. Этот момент соответствует считыванию кода О. При замыкании одного или нескольких трансформаторов 2 ферромагнитным участком кодирующего элемента 1 напряжения на выходных обмотках возбужденных трансформаторов 2 возрастают, выходной импульс, проходя по цепи начало обмотки 4, диод 8, резистор 9, шина нулевого потенциала, обмотка 7, общая шина вторичных обмоток, вызывает появление сигнала, соответствующего считыванию кода 1. Рабочие токи возбужденных трансформаторов 2 , проходя через вторичную обмотку 7, суммируются в ней

и вызывают дополнительное подмагничивание компенсирующего трансформатора 6 по частному циклу петли гистерезиса . Таким образом, компенсирющий трансформатор 6 подмагничивает ся двумя составляющими: основной по це возбуждения (обмотка дополнительной, величина которой зависит от числа замкнутых рабочих сердечников (от числа единиц в коде) по цепи

компенсации (обмотка 7).

Из-за переменной составляющей, носящей стохастический характер , никакие стабильные методы для компенсации не пригодны (ограничительные сопротивления, пороговые элементы, шунты с постоянной проводимостью и т.д.). Вследствие дополнительного подмагничивания напряжение на обмотке 7 существенно возрастает, уменьшая на положительных полупериодах амплитуду рабочего сигнала обмоток , замкнутых сердечников трансформаторов 2. На отрицательных полупериодах напряжение обмотки 7 превышает напряжение на обмотке и вызывает токи, протекающие в прямом направлении в цепи резисторов 9- Эти токи могут вызвать ложное появление сигнала 1. в разрядах невозбужденных считывающих трансформаторов 2.

Для устранения указанного явления предлагается адаптивная схема компенсации, при которой сигнал с обмоток А возбужденных трансформаторов 2 через соответствующие резисторы 9 и диод 8 поступает на вход транзистора 11 и приоткрывает его. Обмотка 7 шунтируется транзистором 11 и напряжение на ней остается постоянным. Степень открытия транзистора 11 определяется количеством возбужденных считывающих трансформаторов и параметрами резисторов 10, которые выбираются при настройке таким образом, чтобы при любом количестве 1 в выходном коде обеспечивать на обмотке 7 напряжение, равное по величине напряжению на обмотке 4 разомкнутого трансформатора 2 .

Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя обусловлен его отмеченными выше техническими преимуществами.

Формула изобретения

Преобразователь углового перемещения в код, содержащий кодирующий элемент, считывающие и компенсационный трансформаторы с первичными обмотками, соединенными последовательно, и вторичными обмотками, одни концы которых соединены между собой и подключены к эмиттеру транзистора, коллектор транзистора соединен с другим концом вторичной обмотки компенсационного трансформатора и с шиной нулевого потенциала, другие концы вторичных обмоток считывающих трансформаторов через диоды соединены с выходами преобразователя и с одними выводами соответствующих резисторов нагрузки, другие выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены резисторы обратной связи, одни выводы которых соответственно подключены к выходам диодов, а другие соединены между собой и подключены к базе транзистс а

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР К , кл. G 08 С 9/ОА, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР N° , кл. G 08 С 9/0, 1970 (прототип).

П П П

Выходы