Преобразователь углового положения вала в цифровой код

 

0 П И С А Н И Е I8677I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саветских

Социалистических

Рвслублии

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.1Х.1963 (№ 855483/26-24) Кл. 42m, 15 с присоединением заявки №

МПК G 061

УДК 681.142.07:53,087.

92(088.8) Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1966. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 1.XI.1966

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Б. Я. Карасик

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА

В ЦИФРОВОЙ КОД

Известны преобразователи углового положения вала в цифровой код, содержащие генераторы сигналов с механической модуляцией, смесители и счетчик импульсов.

Предложенный преобразователь отличается от известных тем, что в нем один из генераторов, связанный с измеряемым валом, имеет число зубцов или других элементов генерирования Zi, отличное от числа зубцов Z2 и

Лз двух других генераторов, причем абсолютная величина разности Zi — Z2 равна Zi — Z>.

Это увеличивает чувствительность устройства.

Кроме того, для повышения разрешающей способности, в устройстве использован умножитель частоты сигнала, включенный на вход счетчика.

На чертеже дана принципиальная схема преобразователя.

Измеряемый вал 1 связан с немагнитным фланцем 2, на котором укреплен зубчатый венец 8 из магнитопроводящего материала.

Такой же зубчатый венец 4 укреплен на немагнитном фланце 5, связанном с валом б двигателя 7.

Неподвижно установленная магнитная система 8 состоит из постоянного магнита и катушки индуктивности. Магнитный поток постоянного магнита проходит через зубчатые венцы 8 и 4. Зубчатые венцы 8 и 4 имеют по

Zi зубцов и при вращении вала б со скоростью и об/сек генерируют в катушке магнитной системы 8 сигнал, частота которого fi =

= n Zi. В немагнитном корпусе 9 укреплены зубчатые венцы 10 и 11, Зубчатый венец 12, имеющий Z2 зубцов, укреплен на вращающемся фланце 5. Вместе с венцом 10, также имеющим Zi зубцов, и магнитной системой 18 он образует генератор сигнала, частота которого f = n ° Z2.

Неподвижный зубчатый венец 11 и вращающийся вместе с немагнитным фланцем 14 на валу б зубчатый венец 15, имеющие по Z3 зубцов, генерируют в магнитной системе 1б сигнал с частотой f 3 = и Z3

Двигатель 7 вращает вал б датчика с постоянной скоростью и об/сек.

Каждый из трех генераторов сигналов может быть выполнен так, что сигналы создаются при работе всех зубцов одновременно. Это позволяет получить сигналы большей величины и снизить требования к точности изготовления зубчатых венцов и сборки датчика.

Итак, датчик генерирует три сигнала разной частоты f, f и f . Если Л вЂ” 22 = з—

25 Z, = т, то и т — 4 = /з — fi = n ° ттт. сигналы с частотой fi и f2 подаются на блок 17, состоящий из смесителя и фильтра низкой частоты. На выходе блока получается сигнал, содержащий переменную составляюзо щую разностной частоты Fi — — fi — f2. Фаза!

8677! сигнала разностной частоты F> определяется фазой сигнала Ф с частотой f>, поскольку сигнал fa связан с неподвижным венцом 11 и остается неизменным по фазе. Фаза Ф сигнала f>, а следовательно, и F> изменяется от 0 до 360 при повороте q зубчатого венца 3 на один шаг зубцов, т. е. Ф> — — ZI. p.

Сигналы с частотой f и f3 подаются на блок 18 такой же, как блок 17, на выходе которого получается сигнал разностной частоты

Fã = f — f . Фаза Ф этого сигнала разностной частоты F> также определяется только фазой сигнала fi и изменяется от 0 до 360 при повороте <р зубчатого венца 3 на один шаг зубцов, т. е. Фз — — Zi i p.

При определенной величине ср угла поворота венца 3 фазы Ф и Ф сигналов Р и F,, сдвигаются на одинаковую величину, но в разные стороны. В таком случае результирующий сдвиг фазы Ф между сигналами F> и

F составит значение Ф = 2Z, р. Таким образом, поворот вала 1 с зубчатым венцом 3 вызывает в 2Z раз больший сдвиг фазы двух сигналов, выделяемых предлагаемым устройством.

Один из этих сигналов, например, F>, используется в качестве старт-импульса, открывающего вентильное устройство 19. При этом высокочастотный сигнал f> проходит через вентильное устройство 19 на счетчик 20. Сигнал F> используется в качестве стоп-импульса, закрывающего вентильное устройство 19 и

1О

25 зо доступ высокочастотного сигнала f на счетчик 20. В результате на счетчике зафиксируется число, характеризующее сдвиг фазы сигналов F> и F>, являющееся мерой угла поворота вала 1 в пределах половины шага зубцов Z>. Для повышения разрешающей способности датчика сигнал f, может быть умножен по частоте в умножителе 21.

Сброс отсчета, съем показаний со счетчика

20 и другие операции могут производиться по известным схемам.

Описываемый преобразователь можно применять в разработках ГОИ и других предприятиях оборонной промышленности.

Предмет изобретения

1. Преобразователь углового положения вала в цифровой код, содержащий генераторы сигналов с механической модуляцией, смесители и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, один из генераторов, связанный с измеряемым валом, имеет число зубцов или других элементов генерирования Z>, отличное от числа зубцов Z> и Z3 двух других генераторов, причем абсолютная величина разности Z>— — Zq равна Z — Z3, 2. Преобразователь по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в нем использован умножитель частоты сигнала, включенный на вход счетчика.

186771 г !

Составитель А, Иванова

Редактор Л. А. Утехина Техред Т. П. Курилко Корректор В. ll. Федулова

Заказ 3282/18 Тираж 1075 Формат бум. 60/90, 80бъем 0,24 изд.,л. Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2