Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий источник питания, соединенный с входом фазовращателя , выход которого соединен с информационным входом фазосдвигакгщей цепи, первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с общей шиной, выходи - с входами блока преобразования интервала времени в код, а второй вход первого компаратора соединен с выходом фазосдвигающей цепи, о тличающий ся. тем, что, с целью повьшения его разрешающей способности, в него введены суьматор и генератор, а фазосдвигакяцая цепь выполнена управляемой , выход генератора соединен с управляющим входом фазосдвигаюцей цепи, ВЫХОДисточника питания соединен с вторым входом второго компаратора , выходы блока преобразования (Л интервала времени в код соедине с входами сумматора. ;о

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1I1

3(50 С 08 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538710/18-24 (22) 10.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. В 17 (72) Н.А. Кузянов и В. В. Шекшня (53) 681. 325 (088. 8) (56) 1. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред. А.А. Ахметжанова, М:, "Энергия", 1978, с. 206, рис.

7-! .

2. Гитис Э.И., Пискулов Е.А.

Аналого-цифровые преобразователи. М., Энергоиздат, 1981, с 185, рис. 5-4 (прототип). (54 ) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий источник питания, соеднненный с входом фазовращателя, выход которого соединен с информационным входои фазосдвигающей цепи, первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с общей шиной, выходы - с входами блока преобразования интервала времени в код,.а второй вход первого коипаратора соединен с выходом фазосдвигашщей цепи, отличающийся, теи, что, с целью повмиения его разрешающей способности, в него введены сумматор и генератор, а фазосдвигающая цепь выполнена управляемой, выход генератора соединен с управляющим входои фазосдвигающей цепи, выход источника питания соединен с вторыи входом второго коипара- Я тора, выходы блока преобразования интервала времени в код соединекя с входаии сумматора.

091202 2

7Д ряжение.

Наиболее близким к прдпагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, соединенный с входом фазовуащателя„ выход которого соединены через фаэосдвигающую цепь с первыми входами компараторов, вторые входы

35 которых :оединены с общеи шиной, а выходы -- c axagarm блока преобразования интервала времени в код Г2 1.

Недостатком известного преобразователя является низкая разрешающая способность, ограничения разрешающей способностью блока преобразования интервала времени в код.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности преобразова4 теля угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, соединенный с входом фазовраща5о теля, выход которого соединен с информационным входом фаза сдвигающей цепи, первый и второй компараторы„ первые входы которых соединены с общей шиной, выходы — с входами блока преобразования интервала времени в код, а второй вход первого компаратора соединен с выходом фазосдвигавщей цепи, введены сумматор и генера-1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам дискретных датчиков угла, и может быть использовано в точном приборостроении.

Известен преобразователь угла поворота. вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), выход которого соединен через усилитель с первым входом фазочувствительного выпрями=теля, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей и с входом генератора переменной частоты, выход которого соединен с входамн первого и второго ключей, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом функционального преобразователя код-напряжение, выходы которого соединены с синусной и косинусной 9бмотками

СКат 11).

Недостатком такого преобразовате— ля является низкая разрешающая спо-собность, определяемая квантом функционального преобразователя код-наптор, а фазосдвигающая цепь выполнена управляемой, выход генератора соединен с управляющим входом фазосдвигающей цепи, выход источника питания соединен с вторым входом второго компаратора, выходы блока преобразования интервала времени в код соединены с входами сумматора.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фнг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит фаэовращатель 1, управляемую фазосдвигающую цепь 2, генератор 3, компараторы 4 и 5 блок 6 преобразования интервала времени в код, сумматор 7 и источник 8 питания.

На фиг. 2 изображены графики изменения сдвига фазы т синусоидального напряжения с выхода фаэосдвигающей цепи 2 относительно опорного напряжения 11 при различных значениях изОп меряемого угла V (положения А, Б, В); линии соседних уровней квантования блока 6 преобразования интервала времени в код (i) и (i+1); моменты времени "1", "2" "2++" считывания кодов блоком 6 и суммирования этих кодов в сумматоре 7 в течение периода То управляющего периодического сигнала; а также величина Ь цены единицы младшего разряда блока 6 преобразования интервала времени в код.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 3 формирует периодические сигналы треугольной формы, подающиеся на управляющий вход фазосдвигающей цепи 2„под действием которых она обеспечивает дополнительный фазовый сдвиг синусоидального напряжения с выхода фаэовращателя 1 на угол, равный единице младшего разряда блока 6 с периодом, в тече п ние которого происходит 2 циклов преобразования в этом блоке. На протяжении периода То управляющего сигнала на вход сумматора ? из блока 6 поступают 2 кодов угла, измеренного с дискретностью 1, сумму ко",îðûõ сумматор накапливает.

Так как из-эа наличия периодического фазового сдвига фаза напряжения на первом входе компаратора 5 непрерывна меняется, то в течении части периода выдается код (1.) (фиг. 2, 1091

Составитель А. Сидоренко

Редактор Т. Мермелштейн Техред И. Метелева Корректор А, Тяско

3 аказ 3084/47 Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений по открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э положение Б, участки а-б, г- д), а в течение оставшейся части периода— код (i+1) (фиг. 2, положение Б, участки б-в, в-г) . Значение суммы кодов (i) и (i+I) за период То определяет5 ся сдвигом фазы - д, пропорциональным измеряемому углу. Значение сум-. мы кодов с дискретностью а имеет на

m значащих разрядов больше, чем код на выходе блока 6. Рассматривая полученную сумму как оценку измеряемого угла, находят, что путем наложения на основной фазовый сдвиг дополнительного периодического фазового сдвига и суммирования кодов

15 за период угол измеряется с дискретностью й1, меньшей дискретности Ь блоков 6 в 2 раэ, т,е. и = Й /2

Получение суммы кодов эа период

Т не имеет смысла (в части уменьше0 20 ния погрешности от дискретности) 202

4 без введения дополнительного периодического фазового сдвига, так как в этом случае суммируются одни и те же коды в течение всего периода и сумма представляет просто увеличенный в 2 раэ код блока 6, а тп дополнительных значащих разрядов содержат нули.

Кроме того, осреднение кодов эа период позволяет уменьшить шумовую составляющую в коде блока 6, так как шум имеет кулеви среднее значение, Повышение точности измерения угла с помощью предлагаемого преобразователя расширяет область его использования, заменяя в ряде случаев измерение угла с помощью высокоточных оптических средств (теодолитов), обслуживаемых оператором, и позволяет автоматизировать процесс высокоточного измерения угла.