Преобразователь перемещения в число импульсов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п 470 843

Союз Советскиа

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.73 (21) 1975188/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.75. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 21.08.75 (51) М. Кл. G 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Курников и В. Г. Мавродий (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧИСЛО

ИМПУЛЬСОВ

Устройство относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известны преобразователи перемещения в число импульсов, содержащие двигатель, с валом которого связаны роторы датчика питания фазовращателя и датчика шкалы, роторные обмотки которых соединены с выходом генератора возбуждения, статорные обмотки датчика шкалы подключены ко входам блоков формирования управляющих напряжений, к выходам которых подключены инверторы, статорные обмотки датчика питания соединены со статорными обмотками фазовращателя, синусная обмотка ротора которого соединена со входом формирователя импульсов, выход формирователя импульсов соединен с первым входом логического блока.

Недостатками известных устройств являются сложность конструкции и сравнительно низкое быстродействие.

С целью упрощения конструкции преобразователя и повышения его быстродействия в преобразователе выходы блоков формирования управляющих напряжений подключены ко вторым входам логического блока, к третьим входам которого подключены выходы инверторов.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Преобразователь перемещения в число импульсов содержит генератор возбуждения 1, двигатель 2, датчик питания 3, датчик шкалы

4, фазовращатель 5, формирователь импульсов 6, блоки 7, 8 формирования управляющих напряжений, логический блок 9, инверторы 10 и 11. Выход генератора возбуждения 1 соединен с роторными обмотками датчиков питания 3 и шкалы 4. Вход формирователя»м1ð пульсов 6 соединен со вторичной обмоткой двухфазного фазовращателя 5, первичные обмотки которого соединены со статорными оомотками датчика питания 3. Статорные обмотки датчика шкалы 4 соединены со входами

15 формирующих блоков 7 н 8. Выходы блоков 7, 8 и формирователя импульсов 6 соединены со входами логического блока 9.

Работает преобразователь следующим образом.

20 Напряжение синусондальной формы частоты оз подается с генератора возбуждения 1 на датчик питания 3 и датчик шкалы 4. Число пар полюсов (коэффициент электрической редукции) датчика питания 3 равен единице, а

25 датчика шкалы 4 равен Р. Датчики питания

3 и шкалы 4 могут быть ка» индукционного, так и емкостного типов. Роторы обоих датчиков вращаются непрерывно со скоростью Q двигателем 2. 3а один оборот ротора датчика

30 питания 3 вектор магнитного (электрического) 470843

5, = А, sin u>t cos Qt, S4 — — А4sin

y, cos Qt А" з1пРл

= А,- sin et sin (Ра + Qt). поля датчика питания 3 повернется на 2л эл. град., а вектор магнитного (электрического) поля датчика шкалы 4 за один оборот ротора повернется на 2 P раз. Сигналы с выхода синусного S и косинусного Sq каналов датчика питания 3 (сигналы, снимаемые со статорных обмоток датчика питания) описываются выражениями:

S, А, sin

Сигналы с выхода синусного S> и косинусного

S4 каналов датчика шкалы 4 (сигналы, снимаемые со статорных обмоток датчика шкалы) описываются выражениями

S, = А, sinai sin PQt; аргументы которых по огибающей за оборот вала двигателя 2 изменяется от 0 до 2л P раз.

Сигналы $З и $4, снимаемые с датчика шкалы 4, поступают на формирующие блоки 7 и 8 соответственно. Каждый формирующий блок представляет собой фазочувствительный выпрямитель и пороговое устройство. Блоки 7 и

8 формируют перепады напряжений из огибающих сигналов $З и $4.

В предлагаемом преобразователе неподвижная шкала образуется перепадами напряжений блоков 7 и 8. Таким образом, в пределах любого полюсного деления датчика шкалы 4 формируется последовательность из четырех импульсов, а за оборот ротора датчика шкалы формируется последовательность из 4Р импульсов.

Питание двухфазного фазовращателя 5 осуществляется выходными сигналами $1 и $ датчика питания 3. Сигналы Si и Sq, снимаемые со статорных обмоток датчика питания, подаются на косинусную и синусную первичные обмотки двухфазного фазовращателя 5 соответственно. При повороте ротора двухфазного фазовращателя 5 на угол а и при таком питании его получается сигнал Sz, снимаемый со вторичной обмотки фазовращателя

$, =-А,sinàt.sinQt А cosPл+А,sinut р

При А,=А>, А =А" и А>.А =А, А"=5 выражение для $з можно записать

S, À,-sinut (sinQtсозРа+cosЫз1пРа) =—

З0

Таким образом, на выходе двухфазного фазовращателя 5 получается сигнал Sz, приращение фазы которого пропорционально приращению угла поворота вала.

По сигналу S- формирователь импульсов 5 формирует короткий по длительности импульс, соответствующий переходу огибающей сигнала Sq через нулевое положение от отрицательных значений к положительным. По перемещению импульса, сформированного формирователем импульсов 6, относительно неподвижной шкалы логический блок 9 формирует импульсы, число которых пропорционально приращени|о угла поворота вала и выдает их по одному из каналов «вращение влево» или «вращение вправо» в зависимости от направления вращения контролируемого вала.

За один оборот роторов датчиков питания 3 и шкалы 4 выдается один импульс с формирователя импульсов 6 и Р импульсов с каждого блока 7, 8 (4Р импульсов неподвижной шкалы). Так как в предлагаемой схеме преобразователя фаза электрического сигнала, снимаемого с фазовращателя 5 в пределах любого полюсного деления его, квантуется íà 4Р дискретных значений, то при использовании двухфазного фазовращателя с числом пар полюсов (коэффициентом электрической редукции) равным, например, Р, разрешающая способность предлагаемого преобразователя будет определяться выражением

Предмет изобретения

Преобразователь перемещения в число импульсов, содержащий двигатель, с валом которого связаны роторы датчика питания фазовращателя и датчика шкалы, роторные обмотки которых соединены с выходом генератора возбуждения, статорные обмотки датчика шкалы подключены ко входам блоков формирования управляющих напряжений, к выходам которых подключены инверторы, статорные обмотки датчика питания соединены со статорными обмотками фазовращателя, синусная обмотка ротора которого соединена со входом формирователя импульсов, выход формирователя импульсов соединен с первым входом логического блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия работы устройства, выходы блоков формирования управляющих напряжений подключены ко вторым входам логического блока, к третьим входам которого подключены выходы инверторов, 470843

Составитель В. Рыгалин

Редактор Б. Нанкина

Корректор Л. Денисова

Заказ 1954 13 Изд. № 1459 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2