Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

1

I Изобретение относится к автоматике к вычислительной технике и может бьпь использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в частоту, содержащие источник напряжения, выход которого соединен с входами датчика угла и блока преобразования напряжения в код, выходы датчика угла и блока преобразования напряжения в частоту подключены к дискретному делителю напряжения, выходы которого подключены к блоку преобразования напряжения в частоту 1.

Недостатком известных преобразователей является их спожность. В других известных преобразователях питание датчиков угла производится от нестабильной сети. Они построены с промежуточным преобразованием в код фазовых или амплитудных параметров датчика с компенсацией влияния нестабильности сети 2.

Такие преобразователи также сложны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь . утла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токоограничивающИй элемент подключен к общей ишне, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, второй токоограничивающий элемент, включенный между инвертирующим входом компаратора и одним концом первичной обмотки вращающегося трансформатора, другой конец вторичной обмотки которого через третий токоограничивающий злемент подключен к выходу компаратора 3.

Недостатком известного преобразователя является его невысокая точность.

Цель изобретйшя - повьпиение точности преобразователя угла поворота вала в частоту.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающий39ся трансформатор, один конец первичной обм ки которого через первый токоограничивающий элемент подключен к общей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, второй 1ркоогр аничивающий элемент, введены усилитель и суммирующий интегратор, один вход которого подключен к выходу регенеративного компаратор другой вход через усилитель соединен с другим концом вторичной обмотки вращающегося трансформатора, а выход через второй токоограничивающий элемент подключен к входу регенеративного компаратора. На чертеже представлена схема преобразователя. Преобразователь содержшг вращающийся трансформатор 1, один конец первичной обмотки которого через токоограничивающий элемент 2 подключен к общей щкне 3, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора 4, один конец вторично обмотки вращающегося трансформатора 1 подключен к общей шине 3, а другой - к входу усилителя 5, выходы компаратора 4 и усилителя 5 подключены к суммирующему интегратору 6, выход которого через токоогр ничивающий элемент 7 подключен к входу компаратора 4. Преобразователь работает следующи образом. При включении преобразователя выходной сигнал компаратора 4 принимает, одно из максимальных значений, соответствующее насыщению его статической характеристики. Под воздействием этого напряжения по первичной обмотке вращающегося трансформатора 1 и элементу 2 начинает протекате ток, приводящий при неизменном угле поворота трансформатора 1 к изменению магнитного потока пронизьшающего вторичную обмотку. В результате этого на вторичной обмотке наводится ЭДС, величина которой зависит от угл поворюта вращающегося трансформатора 1. Эта ЭДС подается на вход усилителя 5, кото рый формирует требуемый закон изменения его выходного сигнала. Сигнал пропорциональный выходному напряжению усилителя 5, суммируется с выход ным сигналом компаратора 4, причем козфф Щ1енты пропорциональности определяются величинами масштабных резисторов на входе интегратора 6. Сигнал, пропорциональный сум ме напряжений сигналов усилителя 5 и комп ратора 4, интегрируется интегратором 6 до момента, когда напряжение на его выходе не достигает величины порога срабатывания компаратора 4. После срабатывания компаратора 4 напряжение на первичной обмотке вращающегося трансформатора 1 меняет свой знак на противополож ый , и вновь начинается процесс изменения магнитного потока во вращающемся трансформаторе 1. В результате на выходе компаратора 4 будет последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых зависит от углового положения ротора .вращающегося трансформатора. Действительно, если изменить положение ротора вращающегося трансформатора 1, то Изменится ЭДС на входе усилителя 5 и его выходной сигнал, а значит изменится и время интегрирования интегратора 6. В результате угол поворота ротора вращающегося трансформатора преобразуется в частоту следования импульсов на выходе компаратора 4. Усилитель может быть выполнен в виде линейного звена с передаточной функцией Т,РИ -р-(1) где Tj- постоянная времени усилителя. Постоянные времени усилителя и вид его передаточной функции выбирают так, чтобы сделать безьшерционным канал передачи напряжение на первичной обмотке вращающегося трансформатора - выход усилителя. Передаточная функция вращающегося трансформатора при фиксированном угле поворота может быть представлена в виде W-Jill Ч коэффициент передачи трансформагде Xj тора;Т-2 - постоянная времени трансформатора. Поэтому последовательное соединение вращающегося трансформатора 1 и усилителя 5 дает безынерционный канал. w, x. Такой преобразователь при достаточно, простой реализации имеет высокую точность. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в частоту следования импульсов, содержащий вращающийся трансформатор, один конец первичной обмотки которого через первый токоограничивающий элемент подключен к общей шине, а другой конец подключен к выходу регенеративного компаратора, один конец вторичной обмотки вращающегося трансформатора подключен к общей шине, 5 второй токоограничивающий элемент, отл чающийся тем, что, с целью повыш ния точности преобразователя, в него введены усилитель и суммирующий интегратор, один вход которого подключен к выходу регенеративного компаратора, другой вход через усилитель соединеи с другим концом вторичной обмотки вращающегося траисформатора, а выход через второй токоограничивающий злемент подключен к входу регенеративного компаратора. 9 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР Vf 739608, кл. G 08 С 9/04, 19771 2.Патент Великобритании N 1352529, кл. G 4 Н, опублик. 1975. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке №3256217/18-24, кл. G 08 С 9/04, 1981 (прототип).