Преобразователь перемещения в код

 

Использование относится к области измерительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Изобретение позволяет повысить точность преобразователя за счет снижения погрешности типа дрейфа нуля. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий источник возбуждения, фазовращатель, два перемножителя, генератор, сумматор, преобразователь напряжение - частота, преобразователь код - фаза, введены блок управления, два фазоманипулятора. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известен преобразователь перемещения в код (Преснухин Л.Н. и др. Синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях угол код. Ж. Электричество 1979 г. N 9), содержащий фазовращатель, выходы которого соединены с первыми входами перемножителей, выходы которых подключены к сумматору, выход которого через преобразователь напряжение частота подключен к импульсному входу преобразователя код фаза, оба выхода которого подсоединены к вторым входам перемножителей.

Недостатком такого устройства является возникновение погрешности, носящей периодический характер, из-за неквадратурности напряжений, подводимых к вторым входам перемножителей, и обмоток фазовращателя, и погрешности типа дрейфа нуля, вызванной, например, остаточными напряжениями перемножителей, сумматора, фазовым дрейфом фазовращателя.

Наиболее близким к предлагаемому по своему техническому решению является преобразователь перемещения в код (авт. свид. СССР N 1022203, кл. H 03 M 1/48, опублик. 1983 г.), содержащий источник возбуждения, синусный и косинусный выходы которого подключены к входам фазовращателя, два выхода которого подключены к первым входам перемножителей, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом преобразователя напряжение частота, выход которого соединен с импульсным входом преобразователя код фаза, выходы которого соединены с вторыми входами перемножителей, и генератор, выход которого соединен с входами синхронизации источника возбуждения и преобразователя код фаза.

Недостатком преобразователя является наличие погрешности типа дрейфа нуля.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении этой погрешности.

Этот результат достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, подключенный к входам синхронизации преобразователя код фаза и источника возбуждения, первый квадратурный выход которого подключен к первому входу фазовращателя, два выхода которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого подключен через преобразователь напряжение частота к импульсному входу преобразователя код фаза, второй квадратурный выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, введены блок управления и два фазоманипулятора, управляющие входы которых подключены к блоку управления, первый фазоманипулятор подключен между вторым квадратурным выходом источника возбуждения и вторым входом фазовращателя, второй фазоманипулятор подключен между первым квадратурным выходом преобразователя код фаза и вторым входом первого перемножителя.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя перемещения в код.

Преобразователь содержит источник 1 возбуждения, первый и второй фазоманипуляторы 2 и 3, фазовращатель 4, блок 5 управления, первый и второй перемножители 6 и 7, генератор 8, сумматор 9, преобразователь 10 напряжение - частота, преобразователь 11 код фаза.

Преобразователь работает следующим образом.

При возбуждении фазовращателя 4 двухфазным напряжением на его выходах вырабатываются два сигнала U₁ и U₂, которые можно представить в виде u_1-1=U₁sin(ωt+α+Δα); u_2-1=U₂cos(ωt+α+Δα) при первом положении фазоманипулятора 2, создающим сдвиг фазы косинусного выхода источника возбуждения равным 0^o, и u_1-2=U₁sin(ωt-α+Δα); u_2-2= -U₂cos(ωt-α+Δα) при втором положении фазоманипулятора 2, создающим сдвиг фазы равным 180^o, где α фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота ротора фазовращателя 4, Da эквивалентная фазовая погрешность, вызванная остаточными напряжениями электронных блоков, фазовым дрейфом фазовращателя.

При первом положении фазоманипуляторов 2, 3 (со сдвигом фаз 0^o) на параллельном выходе преобразователя 11 код фаза вырабатывается кодовый эквивалент K₁ фазового сдвига сигналов U_1-1 и U_2-1 фазовращателя 4, равный K₁=α+Δα.

При втором положении фазоманипуляторов 2, 3 (со сдвигом фаз 180^o) вырабатывается кодовый эквивалент K₂ фазового сдвига сигналов U_1-2 и U_2-2, равный K₂= -α+Δα. Взяв в вычислительном устройстве после окончания переходных процессов разность кодов K₁ и K₂
K=K₁-K₂=2α,
получим, что устраняются погрешности, вызванные остаточными напряжениями электронных блоков, фазовым дрейфом фазовращателя. Одновременно при этом увеличивается разрешающая способность в 2 раза. Устраняются также погрешности от неквадратурности обмоток фазовращателя 4 и напряжений, подводимых к фазовращателю 4 и перемножителям 6, 7, т.к. воздействие этих факторов вызывает на выходах перемножителей 6, 7 приращения, одинаковые по величине и противоположные по знаку, вследствие чего они компенсируются в сумматоре 9.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, подключенный к входам синхронизации преобразователя код фаза и источника возбуждения, первый квадратурный выход которого подключен к первому входу фазовращателя, два выхода которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого подключен через преобразователь напряжение частота к импульсному входу преобразователя код фаза, второй квадратурный выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, отличающийся тем, что в него введены блок управления и два фазоманипулятора, управляющие входы которых подключены к блоку управления, первый фазоманипулятор подключен между вторым квадратурным выходом источника возбуждения и вторым входом фазовращателя, второй фазоманипулятор между первым квадратурным выходом преобразователя код фаза и вторым входом первого перемножителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1