Преобразователь кода в угол поворота вала

Авторы патента:

G08C11 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснин

Сов1иапистичвсннн

Рвспублии и> 942103, (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено17.12. 80 (21) 3221326/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5t)M. Кл.

G 08 С 11/00

3Ьвударстеанвй квинтет

CCCP ае делам «зебретеннй н открытия (53) УЛ К681. 325 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07,82 (72) Автор изобретения

О.А.Хайнацкий (71) Заявитель (5Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА

ВАЛА

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, а именно к устройствам для преобразования дискретного электрического сигнала в угол поворота вала.

Известен преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно включенные блок формирования кода задания (цифровую вычислительную машину - ЦВИ), цифровой сумматор, преобразователь код - напряжение, усилитель, двигатель и преобразователь угол - код, кинематически связанный с валом двигателя, цифровой выход преобразователя угол - код coeis динен со вторым входом цифрового сумматора. В этом преобразователе выходной код ЦВИ в цифровом сумматоре сравнивается с выходным кодом преобразователя угол - код, установленном о на валу объекта. Разность кода задания и кода обратной связи (преобразователя угол - код) подается через преобразователь код - напряжение и

2 усилитель на обмотку управления двигателя, который, вращаясь, разворачивает вал преобразователя уголкод в сторону уменьшения разностно" го кода. При нулевом коде на выходе цифрового сумматора двигатель выключается, при этом угол разворота вала преобразователя угол - код соответствует коду задания, сформированному на выходе ЦВИ,j1).

Недостатками преобразователя являются сложность конструкции и недостаточно высокая точность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий последовательно соединенные блок формирования кода задания и регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого через последовательно соединенные блок согласования и усилитель соединен со входом двигателя, вал которого кинема2103

1О

15 о

25 зо

35 ю

3 94 тически соединен с валом синусно"косинусного вращающегося трансформатора, входная обмотка которого соединена с генератором, а выходные " с аналоговыми входами синусно-косинусного делителя напряжения f2).

Недостатки преобразователя - не- высокие точность и надежность ра" боты иэ-за отсутствия информации о фактическом угле поворота вала.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы преобразователя кода в угол поворота вала.

Поставленная цель достигается ,тем, что в преобразователь кода в угол поворота вала, Содержащий блок формирования кода задания, первый регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого соединен с входом блока согласования, и усилитель, выход которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входная обмотка которого соединена с ге" нератором, а выходные - с аналоговыми входами синусно-косинусного делителя напряжения, введены второй регистр кода, блок формирования импульса, нуль-орган, преобразователь напряжение - частота, переключатель, блок формирования коммутационного напряжения и два блока ключей, информационный вход первого иэ которых соединен с выходом блока формирования кода задания, а выход - с разрядным входом первого регистра кода, управ" ляющий вход первого блока ключей соединен с выходом блока формирования коммутационного напряжения, который соединен с управляющим входом переключателя и одним входом блока формирования импульса, выход блока согласования соединен с информационным входом переключателя, первый выход которого соединен с входом уси" лителя, второй выход переключателя соединен через нуль-орган с другим входом блока формирования импульса, а через преобразователь напряжениечастота - со счетным входом первого регистра кода, выход которого соединен с информационным входом второго блока ключей, управляющий вход которого соединен с выходом блока формирования импульса, а выход - с входом второго регистра кода. ф

На Фиг. 1 приведена функционал ьная схема преобразователя кода в угол поворота; на фиг ° 2 - временные диаграммы работы.

Преобразователь содержит генератор 1, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 2, цифровой синусно-косинусный делитель 3 напряжения (цифровой) блок 4 согласования, усилитель 5, двигатель 6, редуктор 7, блок 8 формирования кода задания, первый регистр 9 кода, выпол- ненный в виде реверсивного счетчика, преобразователь 10.напряжение - частота, переключатель 11, выполненный двухпозиционным, первый блок 12 ключей, нуль-орган 13, формирователь

14 коммутационного напряжения, блок

15 формирования импульса, второй блок

l6 ключей, второй регистр 17 кода.

Преобразователь работает следующим образом.

При запитке входной обмотки .СКВТ

2 переменным напряжением 1о с частотой Юр на его выходных обмотках индуктируются ЭДС, величины которых изменяются в функции от углового положения de вала (ротора) СКВТ 2 по уравI нениям

".о " o, Uz = Uосоь d o (4)

Эти сигналы (1) поступают на соответствующие входы синусно-косинусно.го делителя 3 напряжения, на цифровой (управляющий) вход которого поступает код (рс с выхода регистра 9. Выходной сигнал делителя 3 (сигнал рассогласования Up+, пропорциональный разности между углом а(о и углом, соответствующим выходному коду Дрс регистра 9, поступает на информационный вход переключателя 11, На управляющий вход переключателя

11 поступает. дискретный электрический сигнал (фиг. 2а) с выхода формирователя 14 коммутационного напряжения, следующий с частотой Ш .

Схема переключателя 11 выбрана таким образом, что при поступлении на управляющий вход (Вх. 2) единичного сигнала с выхода формирователя

14 замыкаются контакты а и 6 переключателя 11, при этом выходной сигнал рассогласования с выхода делителя 3 напряжения поступает через усилитель 5 (мощности) на обмотку управления двйгателя 6. блок 12 ключей также как и переключатель 11 управляется выходным

942103

Формула изобретения дискретным сигналом формирователя

14, причем при единичном сигнале, поступающем на управляющий вход блока

12 ключей, выходной код блока 8 проходит через блок 12 ключей на соот- S ветствующие разрядные входы регистра 9, а при нулевом управляющем сигнале ключи блока 12 размыкаются и выходной код блока 8 не поступает на разрядные входы регистра 9.

Благодаря такому построению преобразователя выходной код Црс блока 8 по единичному сигналу формирователя

14 периодически с частотой (И1 и длительностью t<77 (Т -й+) (фиг. 2а) поступает через блок 12 на разрядные входы регистра 9. Соответственно, на выходе делителя 3 устанавливается сигнал рассогласования с длительностью и частотой М к(фиг, 2б),20

Этот сигнал через замкнутые контакты а и б переключателя 11 (при единичном сигнале формирователя 14) проходит через усилитель 5 мощности на обмотку управления двигателя 6, 25 который, вращаясь, разворачивает вал двигателя 6 в сторону уменьшения сигнала рассогласования.

По нулевому сигналу формирователя

14, следующему с частотой О К и дли- ЗЕ тельностью t> at< (фиг. 2а), переключатель 11 замыкает контакты а, и с, при этом выходной сигнал рассогласования поступает на вход нульоргана 13 и через замкнутые контак-. зз ты а, и с переключателя 11 - на вход преобразователя l(j, на выходе которого появляются управляющие импульсы, поступающие на счетный вход регистра 9, выполненного в виде реверсивного счетчика, и изменяющие его выходной код (рс в сторону уменьшения сигнала рассогласования. При нулевом сигнале рассогласования преобразователь 10 выключается, при этом выходной код регистра 9 соответствует углу поворота вала СКВТ 2.

С помощью блока 15, на входы которого поступают сигналы с выхода формирователя 14 и нуль-органа 13

so при нулевом сигнале рассогласования и нулевом сигнале формирователя 14 ,формируется разрешающий прохождение кода с выхода регистра 9 через соответствующие ключи блока 16 на разрядные входы регистра 17, в котором и фиксируется код, соответствующий угловому положению вала СКВТ 2.

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий блок формирования кода задания, первый регистр кода, выход которого соединен с цифровым входом синусно-косинусного делителя напряжения, выход которого соединен с входом блока согласования, и усилитель, выход которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входная обмотка которого соединена с генератором, а выходные - с аналоговыми входами си-. нусно-косинусного делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы преобразователя, в него введены второй регистр кода, блок формирования импульса, нуль-орган, преобразователь напряжение - частота, переключатель, блок формирования коммутационного напряжения и два блока ключей, информационный вход первого из которых соединен с выходом блока формирования кода задания, а выход с разрядным входом первого регистра кода, управляющий вход первого блока ключей соединен с выходом блока формирования коммутационного напряжения, который соединен с управляющим входом переключателя и одним входом блока формирования импульса, выход блока согласования соединен с информационным входом переключателя, первый выход которого соединен с входом усилителя, второй выход переключателя соеди- нен через нуль-орган с другим входом блока формирования импульса, а через преобразователь напряжение вЂ” частота со счетным входом первого регистра кода, выход которого соединен с информационным входом второго блока ключей, управляющий вход которого соеди.-. нен с выходом блока формирования импульса, а выход с входом второго регистра кода.

Источники информации, пРинятые во внимание при экспертизе

Ахметжанов А.А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств. М., "Энергия". 1975., с. 206, рис. 10-4, 2. Там же, с. 214, рис, 10, 11 (прототип).