Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 529473

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.07.75 (21) 2159506/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.-

G 08 С 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.09.76. Бюллетень № 35 (53) УДК 621. 314. 24 (088.8) (45) Дата опубликования описания 15.02.77 (?2) Автор изобретения

Л. К. Чумак (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для ввода в управляющую вычислительную систему информации об угловом положении механических устройств, Известен преобразователь угла поворота вала в код, в котором для уменьшения инструментальной погрешности введено три фазовращателя, сочлененных между собой механическими редукторами (1) .

Однако этот преобразователь не обладает достаточной точностью работы.

Известен также преобразователь, содержащий два фазовращателя, нуль — органы, преобразователи

"временной интервал — код", "напряжение — код", элементы логикн и корректирующий контур (2) .

Работа этого преобразователя основана на вращении фазовращателей, один из которых через дифференциальный редуктор соединен с валом съема информации. Фазовращатели соединены электрически последовательно и залитываются двумя ортогональными напряжениями. Преобразование поворота вала в цифровой эквивалент угла осуществляется по структурной схеме "угол — фаза — временной интервал — напряжение — код".

К недостатку этого преобразователя следует отнести невысокую точность из — эа инструментальной погрешности фазовращателей, погрешности, обусловленной неравенством питающих напряжений по амплитуде и отклонением их от ортогональности по фазе, а также погрешности, вносимой редуктором. Структура этой схемы не позволяет использовать более надежные бесконтактные фазовращатели.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатели, входы которых соединены с выходом блока питания, выходы фазовращателей подключены ко входам детекторов, вал одного из фазовращателей связан со входным валом, и арифметическое устройство (3) .

Однако такой преобразователь не обеспечивает достаточной точности работы.

Цель изобретения — повысить точность работы устройства за счет компенсации инструментальной погрешности фазовращателя.

Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены преобразователь "напряжение — код, корректирующий блок и преобра529473

3 зователи "фаза — код", одни входы которых соединены с выходами фазовращателей, а другие входы— с выходом блока питания, выходы преобразователей "фаза — код подключены к одним входам арифметического устройства, выходы детекторов соединены со входами корректирующего блока выход которого через преобразователь " напряжение — код" подключен к другому входу арифметиче ского блока.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Устройство содержит блок 1 питания фазовращателей, фазовращатели 2 и 3, преобразователи

"фаза — код" 4 и 5, арифметическое устройство 6, детекторы уровня угловой погрешности 7 и 8, корректирующий блок 9 и преобразователь "напряжение — код" 10.

Кодирование угла поворота происходНт с пэмощью преобразователей "фаза-код" 4 и 5. В результа этого преобразования входит инструментальная погрешность фазовращателя.

При одинаковых условиях запитки фазовращателей изменение величины погрешности в функции угла поворота при сравнительно небольших отклонениях имеет вполне определенную, общую для данного типа фазовращателей закономерность, приближающуюся к синусоиде. Наличие такой закономерности позволяет в значительной сгепени скомпенсировать инструментальную погрешность фазовращателя и таким образом снизить общую Вогрешчость преобразователя угла поворота вала в код, так как погрешность фазовращателя является доминирующей.

П ринцип компенсации заключае тся в суммировании кодов фазовых сдигов двух фазовращателей, погрешности которых находятся в противофазе.

Это достигается с помощью первоначального поворота статора одного из фазовращателей. При этом происходит соответствующее смещение фазы этого фазовращателя на угоЛ 9д относительно принятой начальной точки отсчета. Величина угла Чц определяется в процессе настройки преобразователя и в виде кода вводится в запоминающий регистр арифметического устройства — 6, в котором с учетом величины 4 производится вычисление величины средней погрешности преобразований фазы обоих фазовращателей с последующим алгебраическим суммированием этой средней погрешности с результатом преобразования фазового сдвига в код одного из фазовращателей, т.е. производится усреднение результатов преобразования обоих фазовращателей.

Таким образом происходит грубая компенсация инструментальной погрешности фазовращателя. Далее имеется канал точной компенсации. Он состоит из детекторов уровня угловой погрешности 7 и 8, корректирующего блока 9 и преобразователя "напряжение — код" 10. Работа такого канала компенсации основана на выделении с помощью детекторов уровня угловой погрешности напряжения, пропорционального инструментальной погрешности фазовращателя.

Выпрямленные детекторами 7 и 8 соответствующие выходные напряжения фазовращателей, несущие информацию о погрешности, с помощью корректирующего блока 9 взаимно вычитаются. Выходное напряжение корректирующего блока 9 с помощью преобразователя "напряжение — код" 10 преобразуется в цифровой код, который поступает

lO также на арифметическое устройство 6, где алгебраически суммируется с результатом одного из преобразований "фаза — код" и кодом усредненной погрешности фазовращателей, полученной в результате грубой компенсации. Особенностью канала точной компенсации погрешности является высокая возможность регулирования за счет того, что корректирующий блок 9 позволяет с помощью соответствующего масштабирования входных напряжений, смещения нуля, нелинейных обратных связей и других возможностей получить закон изменения выходного напряжения корректирующего блока в функции угла поворота валов фазовращателей, более полно удовлетворяющих условию дальнейшего уменьшения оставшейся после грубой компенсации погрешности, которая имеет место вследствие некоторой неидентичности точностных характеристик фазовращат елей.

В предлагаемом устройстве обеспечиваются весьма благоприятные условия работы грубого и точного каналов компенсации. Работа грубого канала основана на операциях с кодами, что исключает потерю точности. Аналоговая часть точного ;анапа работает при больших уровнях напряжений, что

Зв позволяет легко стабилизировать режимы работы всех элементов.

Таким образом, введение новых элементов и связей между элементами обеспечивает получение достаточной точности работы устройства.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатели, входы которых соеди„нены с выходом блока питания, выходы фазовращателей подключены ко входам детекторов, вал одного из фазовращателей связан со в ходным валом, и арифметическое устройство, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности

Э> работы устройства, в него введены преобразователь

"напряжение — код", корректирующий блок и преобразователи "фаза — код", одни входы которых соединены с выходами фазовращателей, а другие входы — с выходом блока питания, выходы пре 1 образователей "фаза — код" подключены к одним входам арифметического устройства, выходы детекторов соединены со входами корректирующего блока, выход которого через преобразователь "напряжение — код" подключен к другому входу ариф60 метического блока.

529473

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Р 417824, М.Кл.2 G08 С 9/00,,31.10.72.

Составитель И. 3 а гор би нина

Редактор О. Сте ни на Техред Г. Родак Корректор С. Болдижар

Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 5332/87

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

/

/

/

2. Авторское свидетельство СССР N 411480, М.Кл. G 08 С 9/00, 06.03.72.

3. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, Л., ™Энергия", 1974, с. 82 (прототип) .