Преобразователь угловых перемещений в код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВБ1Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий генератор, выход которого подключен к входу источника парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к первому входу синусно-косинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сигналов , а выход - к второму входу синуснокосинусного датчика, первый компаратор, выход которого подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, выход генератора подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразователя , в него введены три преобразователя частоты, два компаратбра выход синусно-косинусного датчика подключен к первым входам первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к второму и первому выходам источника парафазных сигналов, входы третьего преобразователя частоты подключены к первому и второму выходам источника парафазных сигналов , выход второго преобразователя частоты через второй компаратор подключен к третьему входу преобразователя временного интервала в код, выход третьего преобразователя частоты через третий компаратор подключен к четвертому входу преобразователя временного интервала в код, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого компаратора. 2.Преобразователь по п. 1. отличающийся тем, что источник парафазных сигналов содержит два гетеродина и два фазоI сдвигающих элемента, входы гетеродинов объединены, являются входом источника (Л парафазных сигналов, выходы первого и второго гетеродинов подключены к входам соответственно первого и второго фазосдвигающих элементов и являются первым и вторым выходами источника парафазных сигналов, а выходы первого и второго фазосдвигающих элементов являются соответственно третьим и четвертым выходами ис4 точника парафазных сигналов. 3.Преобразователь по п. I, отличаюСО щийся тем, что преобразователь частоты 4 содержит последовательно соединенные о умножитель и фильтр, входы умножителя 00 являются входами преобразователя частоты, а выход фильтра является выходом преобразователя частоты.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г.

II

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3509857/24-24 (22) 09. 11.82 (46) 07.04.85. Бюл. № 13 (72) В. А. Карпов (71) Гомельский политехнический институт (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 409258, кл. G 08 С 9/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 934521, кл. G 08 С 9/04, 1973 (прототип). (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОBbIX ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий генератор, выход которого подключен к входу источника парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к первому входу синусно-косинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сигналов, а выход — к второму входу синуснокосинусного датчика, первый компаратор, выход которого подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, выход генератора подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразователя, в него введены три преобразователя частоты, два компарат4ра выход синусно-косинусного датчика подключен к первым входам первого и второго преобразователей частоты, вторые входы

„„Яц„„1149408 д

4(Я) Н 03 М 1/22 которых подключены соответственно к второму и первому выходам источника парафазных сигналов, входы третьего преобразователя частоты подключены к первому и второму выходам источника парафазных сигналов, выход второго преобразователя частоты через второй компаратор подключен к третьему входу преобразователя временного интервала в код, выход третьего преобразователя частоты через третий компаратор подключен к четвертому входу преобразователя временного интервала в код, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого компаратора.

2. Преобразователь по п. l. отличающийся тем, что источник парафазных сигналов содержит два гетеродина и два фазосдвигающих элемента, входы гетеродинов объединены, являются входом источника парафазных сигналов, выходы первого и второго гетеродинов подключены к входам соответственно первого и второго фазосдвигающих элементов и являются первым и вторым выходами источника парафазных сигналов, а выходы первого и второго фазосдвигающих элементов являются соответственно третьим и четвертым выходами источника парафазных сигналов.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь частоты содержит последовательно соединенные умножитель и фильтр, входы умножителя являются входами преобразователя частоты, а выход фильтра является выходом преобразователя частоты.

1149408

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и автоматических системах для преобразования угловых и линейных перемешений в цифровой код.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор, выходы которого соединены с входами двух гетеродинов и одним из входов выходного устройства, фазовращатель на основе синусно-косинусного датчика (СКД), два преобразователя частоты, выходы которых через компараторы соединены с входами выходного устройства, одни из входов преобразователей частоты соединены с выходом одного из гетеродинов, другой вход одного из преобразователей частоты соединен с выходом СКД, а другой вход другого преобразователя частоты — с выходом другого гетеродина (1) .

Недостатком преобразователя является невысокая температурная стабильность, вызванная изменением фазовых сдвигов вносимых линией связи и самим синуснокосинусным датчиком при изменении температуры окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является преобразователь угловых перемещений в код, содержаший генератор, выход которого подключен к источнику парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого сумматора, выход которого подключен к первому входу синуснокосинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сигналов, а выход — к второму входу синусно-косинусного датчика, выход которо о через последовательно соединенные фильтр нижних частот, фазочувствительный детектор и компаратор подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, пятый выход источника парафазных сигналов подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, третий вход которого подключен к шестому выходу источника парафазных сигналов, седьмой выход которого подключен к другому входу фазочувствительного детектора (2).

Недостатком известного преобразователя является его невысокая температурная ста б ил ь ность.

Цель изобретения — повышение температурной стабильности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор, выход которого подключен к входу источника парафазных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к входам первого

55 сумматора, выхо..:.> ор го подключен к первому входу cvi .. .þ-косинусного датчика, входы второго сумматора подключены к третьему и четвертому выходам источника парафазных сиги ..лов, а выход — к второму входу синусно-косинусного датчика, первый компаратор, ьыход которого подключен к первому входу преобразователя временного интервала в код, выход генератора подключен к второму входу преобразователя временного интервала в код, введены три преобразователя частоты, два компаратора, выход синусно-косинусного датчика подключен к первым входам первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к второму и первому выходам источника парафазных сигналов, входы третьего преобразователя частоты подключены к первому и второму выходам источника парафазных сигналов, выход второго преобразователя частоты через второй компаратор подключен к третьему входу преобразователя временного интервала в код, выход третьего преобразователя частоты через третий компаратор подключен к четвертому входу преобразователя временного интервала в код, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого компаратора.

При этом источник парафазных сигналов содержит два гетеродина и два фазосдвигающих элемента, входы гетеродинов объединены, являются входом источника парафазных сигналов, выходы первого и второго гетеродинов подключены к входам соответственно первого и второго фазосдвигающих элементов и являются первым и вторым выходами источника парафазных сигналов, а выходы первого и второго фазосдвигающих элементов являются соответственно третьим и четвертым выходами источника парафазных сигналов.

Кроме того, преобразователь частоты содержит последовательно соединенные умножитель и фильтр, входы умножителя являются входами преобразователя частоты, а выход фильтра является выходом преобразователя частоты.

Функциональная схема преобразователя представлена на чсртеже.

Преобразователь содержит генератор 1, источник 2 парафазных сигналов, состоящий из гетеродинов 3 и 4 и фазосдвигаюших элементов 5 и 6, сумматоры 7 и 8, синуснокосинусный датчик 9, преобразователи

10 — 12 частоты, компараторы 13 — 15, преобразователь 16 временного интервала в код.

Преобразователь работает следующим образом.

Частота задающего генератора l с помощью гетеродинов 3 и 4 источника 2 парафазных сигналов преобразуется в сину1149408 соидальные колебания частот Uf и Щ. а с помощью фазосдвигающих элементов 5 и 6 начальная фаза этих колебаний сдвигается на четверть периода (на частоте uh на + 3i /2, а на частоте игг — на -Ю/2) .

На выходах сумматоров 7 и 8 формируются напряжения

Е, = Е, cosa, 1+ Е, cos игг t, Š— — Е, sin Ui< t — Ег sin Usi t, которые используются для питания синуснокосинусного датчика 9, в результате выходное напряжение датчика 9

Š— — Е, К р, cos(wit — d+р,) +Еа Kyp cosx

x(w@4+ck+p); где Kyp,A Kyp,-коэффициенты трансформации;

Р1 и фг — фазовые сдвиги, вносимые самим датчиком 9 и линией связи, соответственно на частотах ш1 и цг . Это напряжение подается на одни из входов преобразователей 10 и 11 частоты, на другие входы которых подаются периодические сигналы с 20 выходов гетеродинов 3 и 4 (в преобразователе 12 частоты преобразуются частоты с выходов гетеродинов 3 и 4), после перемножения и фильтрации разностной частоты преобразователями 10 — 12 частоты на

25 входах компараторов 13 — 15 будут следующие сигналы

U о = E Ктр Кпчю cos(t — d — уг), 1А Е1 К р K««cosP1t К+p, )

U =E. Кпчи cost? t, где гг = w — w 30

С помощью компараторов 13 — 15 эти сигналы согласуются с преобразователем 16 временного интервала в код, в котором выделяются начальные фазы сигналов

Uxo u U и относительно сигнала U г с последующим преобразованием в код и нахождением полусуммы. В результате на выходе преобразователя 16 будет код, пропорциональный угловому перемещению

N „= — (Рц — Т о, /2 = — o(+ (p,—,фг)/2, где " 11 = +У 1 ю = 1 40

Поясным повышение температурной стабильности преобразователя. Пусть индуктивное сопротивление статорных цепей на частотах иг, и w> равно Х, и Х (где Х, =

=Хг+ ЬХ), учитывая что X« > > 7 где Z- активное сопротивление статорных цепей, тогда

r г «r у,.агс1 „„ь " и : х, 34 ф у-

Тогда фазовый сдвиг, вносимый самим СКД, в выходном результате преобразователя проявляется в виде величины дг д r х х, r wL- щ. -.0.) L r л. г Xx хг гг Щ" XK Щ, Как видно из этого выражения, фазовыи сдвиг, вносимый самим СКД, значительно снижен по сравнению с известным устройством.

При изменении сопротивления меди на д г, обусловленного изменением температуры, имеем

Г+ Ы. хс

З2. С+А г

Суммарное изменение фазового сдвига, обусловленного температурным ° дрейфом сопротивления меди обмоток возбуждения

СКД, имеет величину ащ.xi (+ г) % ша

Как видно из изложенного, фазовый сдвиг, вносимый СКД, и его изменения в предлагаемом устройстве уменьшаются в J2 /2 Щ раз. Кроме того, фазовый сдвиг, вносимый линией связи, в устройстве также ослаблен вл./2 щ раз.

1149408

Редактор О. Бугир

Заказ 1918 42

Составитель М. Сидорова

Техред И. Верес Корректор Н. Король

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4