Магнитомодуляционный преобразователь угла

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования углового перемещения в код. Цель изобретенияповышение точности преобразования путем уменьшения погрешности линеаризации закона изменения ЫИМ-сигнала с чувствительных элементов 2, 3, 4 за счет увеличения числа участков аппроксимации. Изменение крутизны участков кусочно-линейной аппроксимации осуществляется изменением частоты счетных импульсов управляемого генератора 17 и формированием длительностей пачек импульсов посредст- .вом одновибраторов 20, 21, 22 с учетом участка, на котором осуществ™ ляется развертка ШИМ-сигнала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51 4 С 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4159622/24-28 (22) 28.10.86 (46) 23.09.88. Вюл. 1» 35 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) А.С.Суляев, B.Ô.Филаретов и А.В.Вязов (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 481968, кл. Н 02 К 29/02 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 920365, кл. G u1 В 7/Зо, 1982. (54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ УГЛА (57) Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь„„Su„„1425432 А1 зовано для преобразования углового перемещения в код. Цель изобретения " повышение точности преобразования путем уменьшения погрешности линеаризации закона изменения ЫИИ-сигнала с чувствительных элементов 2, 3, за счет увеличения числа участков аппроксимации. Изменение крутизны участков кусочно-линейной аппроксимации осуществляется изменением частоты счетных импульсов управляемого генератора 17 и формированием длительностей пачек импульсов посредст,вом одновнбраторов 20, 21, 22 с учетом участка, на котором осуществляется развертка ШИМ-сигнала. 1 ил.

)425432

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования углового перемещения в код.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет уменьшения погрешности линеаризации на

Концах участка аппроксимации характеристики датчика путем увеличения чис- 10 па участков аппроксимации.

На чертеже приведена блок-схема 1агнитомодуляционного преобразователя угла. . Устройство содержит ротор 1 в виде остоянного магнита, вокруг которого угловым сдвигом 120 размещены три увствительных элемента 2 — 4 магнито одуляционного типа, три схемы 5 — 7 сравнения длительности импульсов, по- 20 гитарно соединенные входы которых подключены к выходам соответствующих чувствительных элементов 2 — 4 зле)

У мент Зх2И-ИЛИ 8, попарно соединенные входы которого подключены к выходам 25 соответствующих чувствительных элементов 2 — 4, инвертор 9, вход которого подключен к выходу элемента 8, э емент 2х2И-ИЛИ 10, первый вход которого подключен к выходу элемента

8,, а третий вход — к выходу инверторв 9, дешифратор 11, входы которого

1 подключены к выходам схем 5 — 7 срав нения, первый элемент ИЛИ 12, посредс гвом которого нечетные выходы дешифрЬтора 11 подключены к второму входу элемента 10, второй элемент ИЛИ 13, посредством которого четные выходы д шифратора 11 подключены к четвертом входу элемента 10, триггер 14, 40 первый 15 и второй 16 элементы И, вЫходы которых подключены к входам триггера 14, управляемый генератор

17 импульсов, управляющий вход которого соединен с вьмодом триггера 14, -45 третий элемент И 18, первый вход которого соединен с выходом элемента

10, а второй вход — с выходом генератора 17, счетчик 19, счетный вход которого соединен с выходом элемента

И 18, последовательно соединенные первый 20, второй 21 и третий 22 одновибраторы, вход первого из котоpIIx соединен с выходом элемента 10, вьмод второго — с первым входом эле55 мента И 15, а выход третьего — к входу сброса счетчика 19, третий элемент

ИЛИ 23, первый вход которого подключЕн к выходу третьего одновибратора

22, второй вход — к вьмоду первого одновибратора 20, а вьмод — с первым входом второго элемента И 16, четвертый элемент И 24, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора 20, формирователь 25 импульсов, вход которого подключен к выходу элемента 10, а вьмод соединен с вторыми входами первого 15, второго t6 и четвертого 24 элементов И, и последовательно соединенные четвертый одновибратор 26, выход которого подключен к выходу элемента

24 и второй инвертор 27, выход которого подключен к третьему входу третьего элемента И 18.

Преобразователь работает следующим образом.

Чувствительные элементы 2 — 4, вырабатывают широтно-модулированные последовательности импульсов (ШИК) при воздействиии на них магнитного поля ротора 1. При повороте ротора

1 скважность импульсов выходных сигналов элементов 2 — 4 меняется по гармоничному закону со сдвигом 120О, соответствующим пространственному расположению этих элементов. Схемы

5 — 7 сравнения длительности импульсов вырабатывают сигналы "1" в случае, если длительности одного из входных сигналов больше длительности другого.

При помощи элемента Зх2И-ИЛИ 8 производится выделение среднего IIQ длительности сигнала из сигналов чувствительных элементов 2 — 4. Выходные сигналы схем 5 — 7 сравнения поступают на три выхода дешифратора

11, который для каждого из участков линейности синусоиды, которая является законом изменения скважности импульсов, вырабатывает сигнал "1" на соответствующем выходе. Выходы дешифратора 11 являются выходами канала грубого отсчета угла поворота ротора

1, дискретность которого 60 . На вы" о хоце элемента 2х2И-ИЛИ 10 формируется пилообразный закон изменения относительной длительности импульсов

ШИИ от угла поворота ротора 1.

Опорным фронтом сигнала с элемента

2х2И-ИЛИ 10 запускается первый одно" вибратор 20, который вырабатывает импульс фиксированной длительности, соответствующий первому участку аппроксимации. Этот импульс через элемент ИЛИ 23 проходит на первый вход

1425432

45 элемента И 16, на второй вход которого приходит короткий импульс с формирователя 25, соответствующий информационному фронту ШИИ. Сигнал с элемента И 16 устанавливает триггер 14 в

5 состояние "1", выходной сигнал триггера 14 определяет частоту F импуль1 сов генератора 17, сигнал которого поступает на первый вход элемента 1О

И 18. Сигнал с первого одновибратора

20 через четвертый элемент И 24 запускает также четвертый одновибратор 26, выходной импульс с которого, проходя через инвертор 27, запирает элемент

И 18 на время длительности импульса одновибратора 26 °

В результате на счетный вход счетчика 19 поступает пачка импульсов с частотой F„, длительность которой 20 равна разности между длительностью сигнала ШИИ с выхода элемента 10 и длительностью импульса одновибратора

26. Импульс с первого одновибратора 20 своим задним фронтом запускает 25 второй одновибратор. Когда импульс с формирователя 25 вырабатывается в пределах длительности импульса второго одновибратора 21, это означает, что угол поворота ротора 1 находится 30 на следующем участке аппроксимации, в этом случае с выхода первого элемента И 15 поступает сигнал, устанавливающий триггер 14 в состояние "0", при этом генератор 17 вырабатывает

35 импульсы с частотой F< (Е

При этом на счетный вход счетчика

19 приходит пачка импульсов с частотой F<, длительность которой равна длительности импульса IIIHM на втором 4О участке аппроксимации. По окончании импульса с второго одновибратора 21 запускается третий одновибратор 22, импульс с которого через третий элемент ИЛИ 23 проходит на первый вход элемента И 16. При поступлении на первый вход этого элемента сигнала с формирователя 25 триггер 14 сигналом с выхода элемента 16 вновь устанавливается в состояние "1", и генератор

17 переключается на инерцию импульсов с частотой F

Таким образом, на счетчик 19 по-. ступают три пачки импульсов в соответствии с числом участков аппроксимации с соответствующей частотой и соответствующей длительности, что позволяет получить в счетчике 19 код, соответствующий угловому положенню ротора 1 в пределах одного из участков величиной 60, информация о номере которого формируется дешифратором 11. В конце периода ШИМ перед приходом следующего импульса счетчик

19 обнуляется задним фронтом сигнала с выхода третьего одновибратора

?2, Формула и з обретения

Магнитомодуляционный преобразователь угла, содержащий ротор в виде постоянного магнита, вокруг которого с угловым сдвигом 120 размещены три чувствительных элемента магнитомодуляционного типа, три схемы сравнения длительности импульсов, попарно соединенные входы которых подключены к выходам соответствующих чувствительных элементов, элемент Зх2ИИЛИ, попарно соединенные входы которого подключены к выходам соответствующих чувствительных элементов, элемент 2х2И-ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента Зх2ИИЛИ, первый инвертор, включенный между выходом элемента Зх2И-ИПИ и третьим входом элемента 2х2И-ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, дешифратор, входы которого подключены к выходам схем уравнения длительности импульсов, нечетные выходы соединены через первый элемент ИЛИ с вторым входом элемента 2х2И-ИЛИ, а четные выходы через второй элемент ИЛИ вЂ” с четвертым входом элемента 2х2И-ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, сн снабжен триггером, первым и вторым элементами И, выходы которых подключены к входам триггера, управляемьм генератором импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, третьим элементом И, первый вход которого подклю- чен к выходу элемента 2х2И-ИЛИ, а второй вход — к выходу генератора, счетчиком, счетный вход которого подключен к выходу третьего элемента И, последовательно соединенным. первым, вторым и третьим одновибраторами, вход первого из которых подключен к выходу элемента 2х2И-ИЛИ, третьим элементом ИЛИ, первый вход

1 которого подключен к выходу третьего одновибратора, второй вход — к выходу первого одновибратора, а выход

1425432

Составитель В. Николаев

Техред И.Дндык Корректор М.Демчик

Редактор Л. Зайцева

Заказ 4756/35

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 соединен с первым входом второго элемента И, четвертым элементом И, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора, формирователем импульсов, вход которого подключен к выходу элемента 2х2И-ИЛИ, а выход соединен с вторыми входами первого, второго и четвертого элементов

И, и последовательно соединенными четвертым одновибратором, входом подключенным к выходу четвертого элемента И, и вторым инвертором, выход которого подключен к третьему входу третьего элемента И, выход второго одновибратора соединен с первым входом первого элемента И, выход третьего одновибратора подключен к входу

1О сброса счетчика.