Преобразователь угол-фаза-код

Авторы патента:

G08C9 - 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;

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - ФАЗАКОД по авт.св. № 858051, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены последовательно соединенные блок фильтров нижних частот , блок сдвига фаз, задатчик амплитуд и аналоговый сумматор, выход которого подключен к другому входу формирователя импульсов, а пятый выход делителя частоты подключен к входу блока фильтров нижних частот. КО С71 оо 00 оо Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 08 С 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 858051 (21) 3665905/24-24 (22) 23.11.83 (46) 30.04.85. Бюл. N- 16 (72) Л.Г. Матвеев, О.А. Беляков, И.Я. Прокофьева и В.А. Дмитренко (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 858051, кл. G 08 С 9/04, 1980 (прототип).

„„SU„„1153335 А (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” ФАЗАвЂ”

КОД по авт.св. У 858051, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены последовательно соединенные блок фильтров нижних частот, блок сдвига фаз, задатчик амплитуд и аналоговый сумматор, выход которого подключен к другому входу формирователя импульсов, а пятый выход делителя частоты подключен к входу блока фильтров нижних частот.

1153335

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код с использованием фазовращателей.

По основному авт.св. Ф 858051 известен преобразователь угол вЂ” фаза вЂ” код, содержащий фазовращатель, к выходным обмоткам которого через усилитель подключен выход формирователя синусоидальных напряжений, выходная обмотка фазовращателя подключена к входам формирователя

15 импульсов, выход которого соединен с одним входом блока управления, другой вход которого через делитель частоты соединен с выходом кварцевого генератора, выход блока управле- .

20 ния подключен к арифметическому блоку, блок сравнения .амплитуд и блоки формирования синусоидального и косинусоидального токов, первый выход

25 делителя частоты соединен с первым и вторым входами блока формирования синусоидального тока, третий вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, а четвертый входвЂ” с одной входной обмоткой фазовращателя, третий выхоц делителя частоты соединен с первым и вторым входами блока формирования косинусоидального тока, к третьему входу которого подключен четвертый выход делителя частоты, а к четвертому входу вЂ” другая входная обмотка фазовращателя, первые выходы блоков формирования синусоидального и косинусоидального токов соединены с входами формирова40 теля синусоидальных напряжений, а вторые выходы вЂ” с соответствующими входами блока сравнения амплитуд,выход которого подключен к пятым входам блоков формирования синусоидального и 15 косинусоидального токов.

Каждый блок формирования синусоидального или косинусоидального тока содержит компаратор фаз, управляемую 50 линию задержки, формирователь импульсон, управляемый вентиль, датчик тока, триггер и регулирующий элемент, один вход компаратора фаз соединен с первым входом блока формирования 55 синусоидального или косинусоидального тока, к другому входу которого через формирователь импульсов подключен первый вход управляемого вентиля и выход датчика тока, вход которого подключен к четвертому входу блока формирования синусоидального или косинусоидального тока, выход компаратора фаз подключен к одному входу управляемой линии задержки, другой вход которой соединен с вторым входом блока формирования синусоидального или косинусоидального тока, выход управляемой линии задержки соединен с одним входом регулирующего элемента, другой вход которого подключен к выходу триггера, первый вход которого соединен с вторым входом управляемого вентиля и с третьим входом блока формирования синусоидального или косинусоидального тока, второй вход триггера соединен с пятым входом блока формирования синусоидального или косинусоидального тока, первый выход каждого из которых соединен с выходом соответствующего регулирующего элемента, а второй выход вЂ” с выходом соответствующего управляемого вентиля.

В известном преобразователе суммарная погрешность равна 15-20", в которой основную часть (до 90-95X) составляет инструментальная погрешность, определяемая фазовращателем $1j.

Недостатком известного преобразователя. является невозможность получения погрешности, меньшей погрешности фазовращателя, что ограничивает точность преобразователя.

Целью изобретения является повышение точности преобразования, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь уголвЂ” фаза вЂ” код введены последовательно соединенные блок фильтров нижних частот, блок сдвига фаз, эадатчик амплитуд и аналоговый сумматор, выход которого подключен к другому входу формирователя импульсов, а пятый вы-: ход делителя частоты подключен к входу блока фильтров нижних частот.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя угол вЂ” фаза вЂ” код.

Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, два блока 3 и 4 формирования синусоидального и косинусоидального токов, питающих входные обмотки датчика угла, выполненного в виде индукционного фазовращателя 5, блок 6 сравнения амплитуд, формирователь 7 синусоидальных

3 1153 напряжений, усилитель 8, формирователь

9 импульсов, блок 10 управления, арифметиче кий блок 11. Идентичные по своей структуре блоки 3 и 4 формирования синусоидального и косинусоидального токов содержат соответственно компараторы 12 и 13 фаз, формирователи 14 и 15 импульсов, управляемые линии 16 и 17 задержки, датчики 18 и

19 токов, управляемые вентили 20 и 10

21, триггеры 22 и 23 с раздельными входами, регулирующие элементы 24 и 25.

Выход кварцевого генератора 1 соединен с входом делителя 2 частоты, 15 первый выход которого соединен с первым и вторым входами блока 3 формирования синусоидального тока, третьим входом соединенного с вторым выходом делителя 2 частоты, третий выход 20 которого соединен с первым и вторым, а четвертый выход вЂ” с третьим входом блока 4 формирования косинусоидального тока. Четвертые входы блоков 3 и 4 формирования синусоидального и 25 косинусоидального токов соединены с одними выводами входных обмоток фазовращателя 5, первые выходы вЂ” с входами формирователя 7 синусоидальных напряжений, вторые выходы вЂ” с соответ-.3О ствующими входами блока 6 сравнения амплитуд. Выход блока 6 сравнения амплитуд соединен с пятыми входами блоков 3 и 4 формирования синусоидального и консинусоидального токов.

Выход формирователя 7 синусоидальных напряжений через усилитель 8 соединен с другими выводами входных обмоток фазовращателя 5, выходная обмотка которого соединена с входами форми- 4О рователя 9 импульсов. Выход формироо вателя 9 соединен с одним входом блока 10 управления, другой вход которого соединен с пятым выходом делителя частоты, а выход вЂ” с входом арифметического блока 11, выход которого является выходом преобразователя.

Делитель 2 частоты может быть выполнен в виде последовательно соединенных п счетных триггеров. Формирователь 9 импульсов может быть выполнен, например, в виде двух каскадов.

В качестве первого каскада используют операционный усилитель, в качестве второго каскада. вЂ” формироваВ блоке 3 (4) формирования синусоидального (косинусоидального)тока

50 один вход компаратора 12 (13) фаз соединен с первым входом блока 3 (4), а другой вход через формирователь

14 (15) импульсов вЂ” с первым входом управляемого вентиля 20 (21) и выходом датчика 18 (19) тока, вход кото55. рого подключен к четвертому входу блока 3 (4) формирования скнусоидального (косинусоидального) тока. Выход

335 4 компаратора 12 (13) фаз подключен к одному входу управляемой линии 16 (17) задержки, другой вход которой соединен с вторым входом блока 3 (4) формирования синусоидального (косинусоидального) тока. Выход управляемой линии 16 (17) задержки соединен с одним входом регулирующего элемента 24 (25), другой вход которого подключен к выходу триггера

22 (23), первый вход которого соединен с вторым входом управляемого вентиля 20 (21) и с третьим входом блока 3 (4) формирования синусоидального (косинусоидального) тока. Второй вход триггера 22 (23) соединен с пятым входом блока 3 (4) формирования синусоидального (косинусоидального) тока, первый выход которого соединен с выходом регулирующего элемента 24 (25), а второй выходвЂ” с выходом управляемого вентиля 20 (21) .

Кроме того, преобразователь содержит последовательно соединенные блок 26 фильтров нижних частот, блок

27 сдвига фаз, задатчик 28 амплитуд и аналоговый сумматор 29. Вход блока 26 фильтров нижних частот соединен с пятым выходом делителя 2 частоты, а выход аналогового сумматора

29 соединен с вторым входом формирователя 9 импульсов.

Блок 10 управления содержит последовательно соединенные синхронизатор 30 и блок 31 вентилей. Первый вход синхронизатора 30, являющийся первым входом блока 10 управления, соединен с выходом формирователя 9 импульсов, а второй вход синхронизатора 30, являющийся вторым входом блока 10 управления, соединен с выходом делителя 2 частоты и вторым входом блока 3 1 вентилей, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора 30. Выход блока 31 вентилей, являющийся выходом блока

10 управления, соединен с входом арифметического блока 11.

1153335 тель коротких импульсов на логических элементах И-НЕ.

Блок 26 фильтров нижних частот может быть выполнен в виде активных

RC-фильтров, блок 27 сдвига фаз вЂ” 5 в виде фазосдвигающих звеньев на операционных усилителях, задатчик

28 амплитуд вЂ” в виде делителей напряжения; аналоговый сумматор 29 в виде сумматора на операционном 10 усилителе, синхронизатор 30 вЂ” на IKтриггере, блок 31 вентилей вЂ” на элементах И-НЕ, арифметический блок

11 вЂ” в виде п-разрядного регистра.

Преобразователь угол вЂ” фаза вЂ” код

15 работает следующим образом.

Кварцевый генератор 1 вырабатывает стабильное по частоте импульсное напряжение, которое делитель 2 час!

1 тоты делит в 2 раз, где n вЂ” число

его разрядов, вырабатывая и импульсных сигналов, образующих кодовую маску, две последовательности опорных меандров S/2", сдвинутые друг относи25 тельно друга на ii/2, и. две последовательности управляющих импульсов той же частоты, сдвинутые друг относительно друга на ту же величину.

Опорные меандры и управляющие импульсы с выходов делителя 2 частоты поступают на входы блоков 3 и 4 формирования синусоидапьного и косинусоидального токов.

Блоки 3 и 4 формирования синусоидального и косинусоидального токов 35 совместно с блоком 6 сравнения амплитуд осуществляют автоматическую подстройку фаз, точную установку и стабилизацию амплитуд тока, питающих фазовращатель 5, и тем самым умень- 40 шают влияние параметров питающих токов на точность преобразования, что позволяет получить стабильную характеристику распределения инструментальной погрешности, зависящую в 4 основном от технологии изготовления фазовращателя.

Импульсы с выходов блоков 3 и.4 формирования синусоидального и косинусоидального токов поступают на S0 входы формирователя 7 синусоидальных напряжений и далее через усилитель 8 вЂ” на входные обмотки фазовращателя 5. Напряжение с выходной обмотки фазовращателя 5 поступает 55 на первый вход формирователя 9 импульсов, вырабатывающего фазовые импульсы, временное положение которых относительно опорных меандров f/2 пропорционально углу поворота ротора фазовращателя 5.

Одновременно и импульсных сигналов, образующих кодовую маску, с выхода делителя 2 частоты поступает на блок

26 фильтров нижних частот, где формируются синусоидальные сигналы m частот с малыми (1-27) коэффициентами гармоник, поступающие далее в блок

27 сдвига фаз, в котором начальные сдвиги фаз расчетных гармоник компенсирующего напряжения устанавливаются равными начальным сдвигам фаз соответствующих гармоник систематической составляющей инструментальной погрешности фазовращателя 5. Сигналы с выхода блока 27 сдвига фаз поступают на задатчик 28 амплитуд, в котором выставляются расчетные амплитуды каждого из синусоидальных сигналов, поступающих далее на вход аналогового сумматора 29, в котором в соответствии с расчетом формируется компенси,рующее напряжение Uk(t), по форме зеркально-симметричное систематической составляющей погрешности g(t) фазовращателя 5. Компенсирующее напряжение U „(t) подается йа второй вход формирователя 9 импульсов. При этом фазовый импульс на выходе формирователя 9 формируется в момент равенства напряжения фазовращателя

5 и компенсирующего напряжения U „(t).

Таким образом, в зависимости от угла поворота фазовращателя 5 (временного положения выходного напряжения фазовращателя) производится компенсирующий временной сдвиг фазового импульса (момента срабатывания) формирователя 9 импульсов в соответствии с характеристикой инструментальной погрешности зовращателя 5. Тем самым обеспечивается компенсация систематической составляющей погрешности фазовращателя 5.

С выхода формирователя 9 импульсов напряжение, с высокой точностью (до 1-2") определяющее истинное угловое положение ротора фазовращателя

5, поступает на первый вход синхронизатора 30 блока 10 управления, где производится синхронизация его с импульсным напряжением делителя 2 частоты, поступающим на второй вход синхронизатора 30, с выхода которого синхронизированный фазовый импульс. поступает на второй вход блока 31

1153335

Составитель А. Смирнов

Редактор И. Рыбченко Техред С.йовжий Корректор В Гирняк

Заказ 2507/40 Тираж 611 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вентилей, на первый вход которого поступают и импульсных напряжений с выхода делителя 2 частоты. На выходе блока 31 вентилей формируется п импульсов записи, которые поступают на S вход арифметического блока 11, где осуществляется запись и хранение текущего значения кода делителя 2 частоты, эквивалентного углу поворота фазовращателя 5.

Параметры компенсирующего,напряжения U (t) определяются из характериск тики систематической составляющей погрешности, имеющей периодический характер и являющейся функцией угла поворота ротора фазовращателя. Для этого систематическая составляющая

d"(t) характеристики погрешности фазовращателя раскладывается в ряд

Фурье.

Устройство для сжатия информации // 1142855

Преобразователь перемещения в код // 1130893

Устройство преобразования перемещений в код // 1130892

Преобразователь угла поворота вала в напряжение // 1130891

Преобразователь угла поворота вала в код // 1129636

Преобразователь перемещения в код // 1129635

Преобразователь перемещения в код // 1128279

Преобразователь выходных сигналов сельсина в число импульсов // 1128278

Преобразователь угла поворота вала в код // 1128277

Устройство в системе операционного контроля // 2341827

Система охранной сигнализации "роса" // 2069055

Пневматическое устройство сигнализации // 1262549

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в химической, нефтехимической отраслях промьшшенности

Устройство для контроля кодовой комбинации // 1439597

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре передачи данных с повышенной достоверностью

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений // 2538293

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в оптико-электронных приборах. Технический результат заключается в повышении уровня рабочего сигнала за счет установки индикаторного диска между источником излучения и конденсором, в результате чего каждая щель поля считывания стала самостоятельным источником излучения, а рабочий сигнал стал суммой сигналов всех щелей. Содержит источник излучения, индикаторный диск, конденсор, подвижный измерительный диск, установленный на поворотной опоре, фотоприемник, электронный блок управления. На индикаторном диске выполнены поля считывания, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на 1/4 периода кодовой маски измерительного диска. Конденсор установлен между индикаторным и измерительным дисками с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Измерительный диск выполнен гибким и закреплен на поворотной опоре между двух колец, одно из которых упругое, а другое кольцо жесткое. На индикаторном диске выполнено не менее двух полей считывания с щелями разной ширины, наибольшая ширина щели в поле считывания равна щели кодовой маски измерительного диска, а ширина остальных щелей рассчитывается по формуле. 1 ил.

Устройство определения количества активных входов в любых сочетаниях из десяти возможных // 2604347

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах анализа текущего состояния контролируемого объекта для последующего принятия решения по изменению его управляемого статуса. Технический результат заключается в обеспечении учета точного количества активных входов из десяти возможных, активированных от сработавших датчиков контролируемой системы (подсистемы), в любых возможных сочетаниях. Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство позволит точно оценивать количество активированных датчиков в контролируемой подсистеме. При этом множество используемых датчиков могут быть представлены датчиками одинаковых или разных типов. При использовании датчиков одинаковых типов допускается возможность их использования с настройкой на разные пороги срабатывания. Точная оценка развития процесса позволяет формировать команды управления подсистемой для успешной ее работы. Используя предлагаемое устройство, можно иметь более детальное представление о состоянии контролируемой подсистемы. Это, в свою очередь, позволит сократить время принятия решения по управлению контролируемой подсистемой до входа ее в предаварийное (аварийное) состояние. 22 ил.

Система и способ удаленного взаимодействия с изделием, имеющим процессор // 2645177

Группа изобретений относится к испытанию и контролю систем управления устройств. Способ удаленного взаимодействия с изделием включает в себя использование программы, загруженной на смартфон пользователя. Устанавливают первый канал беспроводной связи между смартфоном и процессором изделия. Устанавливают второй канал беспроводной связи посредством глобальной сети между смартфоном и центром обслуживания, ответственным за выполнение ремонта и технического обслуживания изделия. Используют второй канала связи для обеспечения возможности передачи команд и информации от центра обслуживания на процессор изделия посредством каналов связи. Выполняют диагностику неисправности изделия и обеспечивают обновление встроенного программного обеспечения для изделия. Каналы связи обеспечивают возможность идентификации центром обслуживания неисправного компонента изделия на основании диагностики изделия. Создают центром обслуживания заявки на заменяющую деталь на основании неисправного компонента. Также заявлены система технического обслуживания оборудования и смартфон, используемый в качестве коммуникационного звена между оборудованием и центром обслуживания. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности устранения неисправности бытовых приборов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.