Преобразователь угла поворота вала в код

 

1. ПРЕОеРАЗОВАТЁЛЬ УГЛА ПО ВОРОТА ВАЛА Э КОД, содержащий подвиж ный кодирукяаий элемент, выполненный в виде постоянного магнита с двумя магнитопррводами, в зазоре между которыми расположёны семь чувствительных элементов, выполненных в виде магнитодиодов, подключенных катодами к шине нулевого потенциала, ано nepBo.ro магнитодиода через блок соглаеования соединен с первым сигнальным входом первого сумматора по моду лю анод второго магнитодиода через блок согласования соединен с первым . , , - . ./ входом второго сумм.атора по модулю, анод третьего магнитодиода tiepe3 блок согласования соединен с вторьвд входом первого сумматора по модулю, анод четвертого магнитодиода через блОк согласования подключен к первому входу третьего суглматора по модулю, анод пятого магнитодиода через блок согласования подклю ен К второму входу второго сумматора по модулю, анод шестого; магнитодиода через блок согласования соейййен с вторым вяодом третьегр: сумматой а по модулю, выходы первбгЬ: и третьего сумматорой по модулю подключены соответственно к первому и второму -входам инвертора-, расширителя импульсов, о т л и ч а юн щ и и с я , что, с повышения надежности и точности преобразователя , в него введены восьмой маг нитодиод, два пороговых элемента и управляющий источник постоянного напряжения с температурной коррекцией, аноды седьмого и восьмого магнитодиодов через блок согласования подключены к сигнальным входам пороговых элементов.

Ц9) 01>. C08 CHW

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYSЛИК

З(59 О 08 С 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ. (21) 3335030/18-24 (22) .08.09.81 (46) 23.06.83. Бюл. Р 23 (72) Г.И. Лещенко (71) Институт автоматйки AH Киргиз,ской CCP (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 678498, кл. G 08 С 9/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

:Р 796890, кл. G 08 C 9/04, 1979 (прототип). о (54) (57) 1 ° IIPEOSPASOBATEJIb УГJIA ПО-.

ВОРОТА ВАЛА Ц КОД, содержащий подвиж. ный кодируниций элемент, выполненный в виде постоянного магнита с двумя магнитопроводами, в зазоре между которыми расположены семь чувствительных элементов, выполненных в виде магнитодиодов, подключенных катодами к шине нулевого потенциала, анод первого магнитодиода через блок сог- ласования соединен с первым сигнальным входом первого сумматора по моду" лю анод второго магнитодиода через блок согласования соединен с первым входом. второго сумматора по модулю, анод третьего магнитодиода через блок согласования соединен с вторым входом первого,сумматора по модулю, анод четвертого магнитодиода через блок согласования подключен к первому. входу третьего сумматора по модулю,. анод пятого магнитодиода через блок согласования подключен к второму входу второго сумматора по модулю, анод шестого.магнитодиода через блок согласования соедийен с вторим SRoдом третьего сумматора rio модулю, выходы первого и третьего сумматоров по модулю подключены соответственно к первому и второму входам инвертора-© расширителя импульсов, о т л и ч а ю-5 шийся тем, что, с целью повыше- ния надежности и точности преобразователя, в него введены восьмой магнитодиод, два пороговых элемента и управляющий источник, постоянного напряжения с температурной коррекцией, аноды седьмого и восьмого магнитодиодов через блок согласования подключены к сигнальным входам пороговых элементов.

Ю Э

1024956

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что сумматоры по модулю и пороговые элементы содержат управляющие транзисторы, эмиттеры которых подключены к сигналвным входам, а базы - к управляю щим входам, объединенным между собой и подключенным к выходу управляющего источника постоянного напряжения с температурной коррекцией.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что задаюИзобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в код.

Известен магнитодиодный преобразователь перемещений, содержащий коди- 5 рующие элементы, выполненные в виде магнитодиодов с источником магнитного потока, считывающие элементы — магнитодиоды, установленные в зазорах кодирующих элементов, после- 10 довательно с которыми включены ста-. билизаторы тока, обеспечивающие максимальный перепад напряжений на маг- . нитодиодах при изменении индукции . магнитного поля, а также источник питания )1).

Кедостатком преобразователя является большой разброс напряжений выхоцных сигналов, зависящий от- разброса параметров магнитодиодов и в цервую очередь магниточувствительности

Наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в -код, содержащий магнитный ко- 25 довый элемент, в зазорах которого установлены .магнитодиоды, соединенные с выходами соответствующих стабилизаторов тока, инверторы - расширители и сумматоры по модулю. Магнито- 30 диоды в преобразователе объединены в группы и подключены к соответствующим входам сумматоров по модулю (21.

Недостатком этого преобразователя . является низкая. надежность и узкий 35 диапазон изменения. напряжения пита-: ния что в свою очередь накладывает ограничения на дальность .дистанцион ного контроля и измерения углов.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя в широком диапазоне измерения напряжения пита иия и температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота А щий элемент управляющего источника постоянного напряжения с температур. ной коррекцией выполнен в виде магнитодиода и последовательно соединенных двух переходов база — эмиттер, подключенных к базе регулирующего транзистора, а к выходу управляющего источника постоянного напряжения с температурной коррекцией подключена база дополнительного опорного транзистора, в эмиттерную цепь которого последовательно включены опорный магнитодиод и резистор. вала в код, содержаЩий подвижный кодирующий элемент, выполненный в виде постоянного магнита с двумя магнитопроводами, в зазоре между которыми расположены семь чувствительных элементов, выполненных в виде магнитодиодов, подключенных катодами к шине нулевого потенциала, анод первого магнитодиода через блок согласования с первым сигнальным входом первого сумматора по модулю, анод второго магнитодиода через блок corласования соединен с первым входом второго сумматора по модулю, анод третьего магнитодиода через блок согласования соединен с вторым входом (первого сумматора по модулю, анод четвертого магнитодиода через. блок согласования подключен к первому входу третьего сумматора по модулю, анод пятого магнитодиода через блок согласования подключен к второму входу второго сумматора по модулю, анод шестого магнитодиоада через блок согласования соединен с вторым входом третьего сумматора по модулю, выходы первого и третьего сумматоров по модулю подключены соответственно к первому и второму входам инверторарасширителя импульсов, введены восьмой магнитодиод, два пороговых элемента и управляющий источник пЪстоянного напряжения с температурной кор, рекцией, аноды седьмого и.восьмого магнитодиодов через блок согласования подключены к сигнальным входам пороговых элементов °

Сумматоры по модулю и пороговые элементы содержат управляющие транзисторы, эмиттеры которых подключены к сигнальным входам, а базы - к управляющим входам, объединенным меж. ду собой и подключенным к выходу управляющего источника постоянного на- пряжения с температурной коррекцией. е

1024956

Кроме того, задающий элемент уп- база — эмиттер, ток которых стабилиравляющего источника постоянного на- зируется полевым транзистором 28 и пряжения с температурной коррекцией РЕгулируется резистором 29. Постоянвыполнен в виде магнитодиода и после- ство перепада токовд l= I(О)- l(I) довательно соединенных двух перехо- (фиг. 4), а следовательно считываедов база — эмиттер, подключенных к 5 мых сигналов, обеспечивается автомабазе регулирующего транзистора, а к тической коррекцией напряжения упвыходу управляющего источника посто- - равляющего источника 17 при изменениянного напряжения с температурной ях напряжения на.считывающих магнитокоррекцией подключена база дополни- диодах:1-8 и.переходах база — эмиттельного опорного транзистора, в эмит-10 тер транзисторов 23, 24, 30 и 26, терную цепь которого последовательно возникающих при изменении температувключены опорный магнитодиод и. Ре- ры окружающей среды, поскольку.магзистор. нитодиод 26 и переходы 27 установлеНа фиг. 1 приведена„функциональная ны в управляющем источнике 17 тех же схема предлагаемого преобразователяу l5 типов, что и считывающие, т.е. имена фиг. 2 — кодирующий элементу на ют одинаковый температурный коэффифиг. 3 — принципиальная схема преоб- циент напряжения. Кроме того, источразователя; на фиг. 4 зависимости, ник 17 содержит магнитодиод 31 и репоясняющие работу преобразователя. зистор 32. Коллекторы транзисторов 18

Преобразователь содержит-магнито- и 19 сравнения. подключены к базам диоды 1-8 (фиг. 1), расположенные"на выходных транзисторов 33 и .Резисто20 плате 9, чувствительная часть кото- рам 34, другие выводы которых соеди". рой установлена в зазоре с индукци- нены с эмиттерами и шиной - минус ей Вр кодирующего элемента, образо- -. источника питания. ванного магнитопроводами 10 и посто-. Работа преобразователя заключаетяннцм магнитом 11 (фиг. 2). Кодиру- ся в следующем. ющий элемент вращается вокруг немаг- . В исходном. нулевом положении нитной оси 12 ° Блок 13 согласования кодирующего элемента, соответствую(фиг. 1), выполненный на резистораХ, .щему входному углу Ы.= 0, все магии" включен последовательно с магнито- -тодиоды 1-8 выведены из рабочего задиодами 1-8 и служит для выравнивания 0 зора, т.е . находятся вне магнитного напряжения на магнитодиодах при ин- поля Sj =О. В этом случае через диодукции в рабочем зазоре, равной нулю. ды 1-8 и резисторы 22 протекает макВыходы блока 13 согЛасования соеди- .симальный ток, определяемый транзиснены с соответствующими входами пер- торами 23 и 24 т.е. потенциа ом л на второго и третьего сумматоров 35 их базах. Фактически для: магнитоди14 по модулю,.выходы которых подклю- одов 1-8 каждый из транзисторов 23 чены на вход инвертора-расширителя и 24 является эмиттерным повторитеl5

5, а магнитодиоды 4 и 8 через блок лем, при этом напряжение на эмитте13 согласования соединены с входами . pax равно О (0)vnaX, максимальному для первого и второго пороговых элемен- 40 данного типа магнитодиодов при затов 16, при этом управляющие входы данном значении тока. сумматоров 14 и пороговых элементов Вольт-амперную характеристику

16 подключены к выходу управляющего (BAX) магнитодиода, проходящую через источника 17 постоянного напряжения .U(o)уу щвфиг. 4 (кривая о ), можно перес температурной коррекцией. На вы- . 45 местить при заданном токе Э последо-. хоах 2е 2" 2 ходах 2, 2, 2, 2, в зависимости вательным включением резистора блоот угла поворота кодирующего элемен- ка 13 согласования (прямая В ), тогда та, появляются различные комбинации . :суммарная BAX (кривая С) будет просигналов 1 и 0 в двоичном .ходить через точку ()(0) »0х для данрефлексном коде (Грэя). Каждый иэ . . 0 ного типа магнитодиодов. В этом слусумматоров 14 (фиг. 3) состоит из чае через резисторы 22,протекает одитранзисторов 18 .и 19, резисторов 20 . наковый ток падения напряжений на . и 21, к выходам которых подключены,них и при Равенстве сопротивлений резисторы 22 и коллекторы транэисто- одинаковы; транзисторы 18 и .19 заров 23 и 24, эмиттеры их подключены - перты и, следовательно, выходные к магнитодиодам 1-8 через Резисторы 55 транзисторы 33 также закрыты, что. соблока 13 согласования, а базы — ? ответствует сигналам ™ 0 по всех управляющему источнику.17 постоянно- разрядах преобразователя. го напряжения. При повороте кодирующего элемента

УпРавлЯющий источник 17 постоЯн- на один квант магнитодиод 1 окажется ного напряжения состоит из ограничи- бО .в Рабочем зазоре. В этом случае gAX теля напряженйя, выполненного на магнитодиода 1, находящегося в маг- . транзисторе 25, база которого -подклю-. нитном поле, под.воздействием инцукчена к задающему элементу, состояще- ции Вф 0,37, переместится в одно пому из последовательно включенных,аожение (кривая 4 фиг. 4) или с учемагнитодиода 26 и двух переходов 27 б5 том разброса по чувствительности,.в

1024956 другое положение (кривая В ), Ток магнитодиода резко упадет, поскольку напряжение на эмиттере транзистора

23 (фиг. 3) постоянное и равно 0 (0)rnаХ.

Это в свою очередь резко уменьшит падение напряжения на резисторе 22.

Следовательно, на входе первого сумматора 14 (фиг. 1) появится перепад напряжения, открывающий транзистор

19,(фиг. 3), ток коллектора которого откроет выходной транзистор 33, что () соответствует сигналу 1 в данном двоичном разряде. При повороте кодирующего элемента в положение, при котором магнитодиоды 1 и 3 будут находиться в магнитном поле с индук- 15 цией В, ток обоих диодов изменится до I..(1),, следовательно, перепада. напряжений на резисторах 22 не будет, транзисторы 18, 19 и 33 будут замкнуты, и на выходе преобразователя будете() сигнал 0 . При считывании сигналов 1 магнитодиодами 4 и 8 напряжение на соответствующих им резисто-, рах 22 сравнивается с напряжением резистора 32, ток 1(О) которого протекает через магнитодиод 31 и тран- зистор 30. Так, например, прй считываний 1. в разряде 2 ток магнитодиода 4 падает до I (1), при этом ток базы соответствующего транзистора 33 протекает по цепи шина +Еь, резистор 22 магнитодиода 4, резистор

20, открытый транзистор 19, переход база - эмиттер выходного ключа 33, шина -Е„ . За один полный оборот кодирующего элемента с вйходов преобразователя будет снят четырехразрядный двоичный рефлексный код. Разброс по напряжению при индукции Вд- одного типа магнитодиодов резко уменьшается в области мальй токов и не превышает . уровня $.(1) 0,5шА (фиг.4) в диапазоне изменения температуры окружающей среды 1=30 -, +60 С, при этом перепад токов Д обеспечивает разность напряжений на входах сумматора 14, соответствующую сигналу 1 в пределах 2-2,5 В, что исключает возможйость появления ложных сигналов О . и 1 и превышение (}(1)доп.- При этом в указанном диапазоне колебания температуры окружающей среды происходит автоматическое изменение на-. пряжения управляющего источника, что обеспечивает стабильность .входных сигналов сумматоров..

Ю

Экономический .эффект от использования предложенного устройства обусловлен его техническими преиМуществами.

102495б

1024956

?LmhJ. 2.0

1О

Тираж б16 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4401/47 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Рыгалин

Редактор А. Козориз Техредй. Гергель КорректорО. Тигор