Преобразователь угол — фаза — код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

409268

Союз Советских

Социалистических, Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12Х!11.1971 (№ 1694487/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.Х1.1973. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 1б.IV.1974

М, Кл, G 08с 9/.04 йщдаротниннмй комитат

Савнта Миииотров СССР но делам изобретений и открытий

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

Ю. А. Другов, Г. И. Курахтанов, А. И. Москалев, Ю. E. Рабкин и Н. И. Филиппов

Зая витель

П РЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь УГОЛ вЂ” ФАЗА — КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может применяться для ввода угловой информации в

ЦВМ.

Известны преобразователи угол — фаза— код, содержащие индукционные двухполюсные и многополюсные фазовращатели, используемые в режиме вращающегося или пульсирующего магнитного поля и служащие для линейного преобразования угла поворота в фазу выходного напряжения, кварцевый генератор высокой частоты, к выходу которого ,подключен делитель частоты,,вырабатывающий импульсы низкой частоты. Делитель частоты подсоединен к входу блока формирования синусоидального напряжения, формирующего из импульсных сигналов двухфазное напряжение, к выходу блока формирования синусоидального напряжения — усилители мощности, а к последним — индукционный многополюсный фазовращатель. К выходной обмотке индукционного фазовращателя подключен формирователь импульсов, формирующий короткий импульс в момент перехода синусоидального напряжения через нулевое значение, к формирователю импульсов — устройство управления, на которое одновременно посту,пают импульсы низкой частоты с делителя частоты. Устройство управления соединено с арифметическим устройством, с выхода которого число, пропорциональное углу поворота фазовращателя, .поступает а< потребителю информациии.

Известный преобразователь не обеспечивает

5 высокой точности преобразования. Точность преобразователя угол — фаза — код при использовании двухполюсных индукционных фазоврашателей достигает при одноотсчетиой системе преобразования порядка 30 угл. мии.

10 Применение многополюсных фазовращателей с электрической редукцией значительно уменьшает погрешность преобразования угол — фаза — код, поскольку погрешность Лср» преобразователя, определяемая элементами преоб15 разователя Л р, (формирователя импульсов, формирователя синусоид, усилителей мощности и т. д.), дискретностью Лср, помехами

Л р„0м уменьшается в раз, где L — коэффициент электрической редукции индукционного

20 многополюсного фазовращателя д, vs + тд + т пом

Рпр — 9фв + т

Однако даже при коэффициенте электриче25 ской редукции фазовращателя i=-64, позволяющем уменьшить,погрешность преобразователя угол — фаза — код до 5 угл. сек (без учета погрешности Лиф„вносимой миогополюсиы м фазовращателем), суммарная фазовая по30 грешность Аср» преобразователя с лучшими

409268

65 образцами многополюсных фазовращателей не может быть получена менее угловой минуты, Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Это достигается тем, что в устройство введены редуктор и подключенные параллельно входным клеммам формирователя импульсов и выходной обмотке индукционного фазовращателя два пассивных корректирующих элемента, каждый из которых включает в себя регулирующее и корректирующее звенья, например индуктивность. При этом регулирующее звено первого корректирующего элемента механически жестко соединено с ротором фазовращателя, а регулирующее звено второго корректирующего элемента связано с ротором фазовращателя через .повышающий редуктор кинематической передачи с передаточным числом, равным -коэффициенту электрической редукции фазовращателя.

Параметры корректирующих звеньев в функции от угла поворота ротора фазовращателя тарированы по закону изменения фазовых,погрешностей нулевых положений на интервале в 360 угл. град. для первого корректирующего элемента и по закону изменения фазовой погрешности фазовращателя на ин360 тервале эл. град, для второго корректиl рующего элемента. Благодаря такому электромеханическому включению пассивных корректирующих элементов совместно с формирователем импульсов и фазовращателем преобразователя угол — фаза — код фаза выходного напряжения индукционного фазовращателя подвергается суммарному воздействию двух корректирующих элементов, обеспечивающих повышение точности преобразования за счет снижения фазовой погрешности, вносимой индукционным многополюсным фазовращателем.

На фиг. 1 показана электрическая блок-схема преобразователя угол — фаза — код; па фиг. 2 условно изображена зависимость фазовой погрешности в функции угла поворота ротора фазовращателя.

Преобразователь угол — фаза — код (фиг. 1) содержит кварцевый генератор 1; делитель 2 частоты; блок 3 формирования синусоидального напряжения; усилители 4 мощности; индукционный фазовращатель 5 с обмотками возбуждения 6 и выходной 7, расположенной на роторе 8; формирователь 9 импульсов, устройство 10 управления; арифметическое устройство 11; пассивные корректирующие элементы 12 и 13, включающие в себя регулирующие звенья 14 и 15, корректирующие звенья

16 и 17, например индуктивность; повышаю щий редуктор 18.

Регулирующее звено 14 жестко механически соединено с ротором 8 фазовращателя 5. Регулирующее звено 15 корректирующего элемента 13 связано с ротором фазовращателя через повышающий редуктор,18 с передаточ5

40 ным числом, равным -коэффициенту электрической редукции индукционного фазовращателя.

Преобразователь угол — фаза — код работает следующим образом.

С кварцевого генератора 1 импульсы высокой частоты подаются на делитель 2 частоты, С делителя частоты импульсы низкой частоты одновременно проходят па устройство 10 управления и блок 3 формирования синусоидального напряжения. Обмотки 6 возбуждения фазовращателя 5 питаются от усилителей

4 мощности, которые усиливают напряжение питания с блока формирования синусоидаль ного напряжения. С выходной обмотки 7 индукционного фазовращателя напряжение со сдвигом фазы поступает на формирователь 9 импульсов, формирующий короткий импульс в момент перехода синусоидального напряжения, снимаемого с выходной обмотки 7 индукционного фазовращателя, через нулевое значение. С формирователя импульсов импульсы подаются на устройство 10, которое управляет арифметическим устройством 11. С арифметического устройства число, пропорциональное углу поворота ротора 7 фазовращателя, поступает к потребителю информации, Изменение фазовой погрешности индукционного многополюсного фазовращателя в функции от угла поворота ротора в зависимости от индивидуальных качеств .фазовращателя имеет определенный характер. На интервале

360 в угл. град для любого из i элементар1 ных фазовращателей фазовая ошибка Ау; одинакова и определяется электромагнитной симметрией обмоток, содержанием высших гармонических B кривой взаимоиндуктивности и т. д. Таким образом по форме и по величине фазовая погрешность Л р; одинакова для любого из i интервалов.

Фазовую погрешность d rp@, многополюсного индукционного фазовращателя на интервале в

360 угл. град. определяет сумма фазовой .погрешности любого из i интервалов (Лср;) и фазовой погрешности так называемых нулевых положений (Лср;), определяемой неточностью изготовления магнитопроводов фазовращателя: эксцентриситетом, магнитным боем и т. д.

Таким образом (см. фиг. 2), ф.=I+ I+I ü р.I

Элемент 12 проводит коррекцию фазовой погрешности нулевых положений па полном обороте фазовращателя, равном 360 угл. град., элемент 13 — коррекцию фазовой погрешности для одного из -х интервалов, равного

360 эл. град. Коррекция фазовых погрешностей осуществляется благодаря применению тарированных корректирующих звеньев 16 и

17, например индуктивностей, закон тарирова409268

15 ния которых обеспечивает следующие условия: = - = =Р т „„. — Р ° W V „<„ где р,„,„ — фазовые погрешности, вносимые корректирующими элементами соответственно для i-го интервала и для нулевых положений.

Изменение фазы выходного напряжения, поступающего на формирователь 9 импульсов, образуемое искусственным внесением фазовой погрешности корректирующими элементами 12 (р„, ) и 13 (р;„ ), определяется изменением соотношений индуктивных и активных сопротивлений индукционного фазовращателя, формирователя импульсов и корректирующих элементов 12 и 13.

При использовании индукционного многополюсного фазовращателя типа ИФМ-1 КАЗ

185 001 с i — — 16, имеющего следующие, параметры:

Z.. 17+Г48, Z... 40+ /155, b „=

= I +Ь<р + I + Лр, I+40" I+ I + 20" (=

= 60 угл. сек., при входном сопротивлении формирователя им пульсов Я„ „ =5,1 ком после коррекции фазовой погрешности Arp; и Arp<, суммарная фазовая,погрешность преобразователя угол —фаза — код составляет +-20 — 25 угл. сек. Коррекция осуществляется индуктивными корректорами, у которых величина индуктивности корректирующего звена изменяется после тарирования для первого корректирующего зве»а в пределах L f(a) =150 20 миллигенри, для второго корректирующего элемента

L —— f (— = 120-+30 миллигенри. Пассивные /

40 корректирующие элементы представляют собой катушки индуктивности с П-образным пермаллоевым магнитопроводом; величина индуктивности тарируется по закону изменения фазовой погрешности Лср; и A(pp фазовращателя изменением воздушного зазора между катушкой индуктивности и пермаллоевыми,пластинами сердечника регулирующего звена.

Число пластин, расположенных по окружности оси, соединенной с индукционным фазовращателем, достигает 48 шт. В качестве пассивных корректирующих элементов могут быть также использованы индуктивность или емкость, величины которых тарируются по закону изменения фазовой погрешности фазовращателя.

Предмет изобретения

Преобразователь угол — фаза — код, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты, блок формирования синусоидального напряжения, усилители мощности, индукционный многополюсный фазовращатель, формирователь импульсов, устройство управления и арифметическое устройство, причем к второму входу устройства управления подключен выход делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены редуктор и подключенные к выходной обмотке индукционного фазовращателя пассивные корректирующие элементы, каждый из которых содержит регулирующее и корректирующее звенья, причем регулирующее звено, первого пассивного корректирующего элемента жестко связано с ротором фа зовращателя, а регулирующее звено второго пассивного корректирующего элемента связано с ротором фазовращателя через редуктор с передаточным числом, равным коэффициенту электрической редукции фазовращателя.

40926Ь

L ФЬ 7, угл град

ФИ

Составитель М. Черенкова

Техред 3. Тараненко

Корректор Н. Лук

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 858 10 Изд. № 1116 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4l5