Преобразователь угла поворота в код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

И ОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.08.74 (21) 2056582/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано05.03.77 Бюллетень ¹ 9 (51) М. Кл.

G 08 С 9/04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) 1(45) Дата опуоликования описания04.05.77 (72) Авторы изобретения

B. H. Бухавцев и Б. A. Григорьев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА B КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны преобразователи углового поло>кения в цифровой эквивалент с промежуточным преобразованием угла поворота ва- 5 ла в фазу синусоидально изменяющегося напряжения и временной интервал.

Известные преобразователи сложны и не обладают высокой точностью (lj.

Из известных преобразователей наиболее 10 близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угла поворота в код, содержащий СКВТ, выходные обмотки которого подключены к параллельно соединенным фазосдвигающим цепям,генератортактсвых импульсов, выход которого соединен с входом блока питания и с одним из входов преобразователя временной интервал - код, другие выходы которого соединены с выходами соответствующих нуль — индикаторов; выходы блока питания подключены к входной обмотке СКВТ (2).

Недостатком такого преобразователя является несоответствие цифрового кода угло-. вому положению ротора СКВТ при отказе элементов фазосдвигаюших цепей или одного из узлов преобразователя, что недопустимо при преобразовании информации в системах автоматического управления летательными аппаратами. Этот недостаток может быть устранен резервированием фазосдвигаюших цепей и узлов преобразователя, а СКВТ может быть выполнен путем определенных конструктивно-технологи ческих решений. Наиболее распространенной схемой резервирования цифровых устройств является их троированне.

При троировании фазосдвигаюших цепей и узлов преобразователя невозможно обеспечить одинаковые пороги срабатывания нульиндикаторов.

Неравенство напряжений срабатывания нуль-индикаторов U u U в резервироср, ванных каналах преобразователя приводит к погрешности преобразования СБ Рср1 мпк 17 р V p к Р р (C„MO

l

4 к тт мси кс

549825 где P — число пар полюсов СКВТ; — амплитуда выходного напряжения итах л фазоврашателя;

Или при U (< ) И U <У „а

UñÐ сРл

= — сис61и р макс

Нуль-индикатор с более низким порогом срабатываниями срабатывает раньше. Noсрл 10 мент срабатывайия нуль-индикатора сопровождается уменьшением eI o входного сопротивления, Уменьшение сопротивления нагрузки фазоврашателя, который состоит из СКВТ и фазосдвигаюших цепей, приводит к уменьл1ени1о его выходного сигнала. В результате погрешность преобразования угла во временной интервал и соответственно в цифровой код в канале преобразователя с более высоким напряжением срабатывания нуль-индикатора дополнительно увеличивается на величину

I ,л4 - — свсбщ

Х тт кД

«макс -макс где U — амплитуда напряжения на выходе 2 ьах фазэврац.ателя после срабатывания нуль-индикатора с более низким лоро-ом срабатывания сРл е1елью изобретения является повышение точности работы резервированного преоб- 30 разователя угол-код промежуто чным преобразованием угла поворота в разность фаз синусоидальных напряжений и временной инте овал.

Поставленнач цель достигается тем, что Э5 в предложенный преобразователь введены интегрируюшие блоки, входы которых соединены с выходами соответствуюших фазосдвигаюших цепей, а выходы интегрируюших блоков соединены с входами соответствую 10 ших нуль-индикаторов, и тем, что в нем интегрируюшие блоки вь.полн ны с постоянной времени.

/ . Гср макс . г1ср мин (at csin — Р Cgiii макс ми и где Ъ, — постоянная времени интегрируюшего блока; — частота напряжения питания СКВТ;

U ср макс ср м „вЂ” максимальчыи и минималь1 ный пороги срабатывания нуль-индикатэрэв соответственно;

U — амплитуда входного напряжения нуль-индикатора.

На чертеже дан вариант схемы преобра55 зователя угол-код.

Преобразователь угол-код включает СКВТ, содержаший обмотку ротора 1 и две обмотки 2 и 3 статора, сдвинутые в пространстве на 90 градусов, один конец каждой из

60 которых подключен к общей шине 4. Между вторыми концами этих обмоток включены фазосдвигаюшие цепи, состояшие из конденсаторов 5-10 и резисторов 11-16, соедиченных попарно пэследовательно. К точкам соединения конденсаторов и резисторов через интегрируюшие блоки 17-22 подключены нуль-индикаторы 23-28, выходы которых подключены к резервированному преобразователю временной интервал — код 29. Вход преобразователя 29 подключен к выходу резервированного генератора тактовых импульсов 30, выход которого подключен ко входу резервированного блока питания 31. Выход блока питания 31 подключен к обмотке ротора 1 СКВТ. Выход преобразователя 29 является выходом устройства.

На вход блока питания 31 поступают импульсы, вырабатываемые генератором 30.

Блок питания 31 осушествляет деление частоты и формирование синусоидального напряжения питания обмотки ротора СКВТ. При изменении углового положения ротора СКВТ напряжение на обмотке 2 статора изменяется пропорционально синусу угла, а напряжение на обмотке 3 - пропорционально косинусу угла. Напряжения, формируемь;е на обмотках 2 и 3,суммируются на фазоздв1п аюших цепях, Разность фаз синусоидальных напряжений, получаемых между точка:, и соединения каждых двух резисторов ч кэчденсаторов 5,11 v 14,8, 6,12 и 15,9, 7,13 и

16,10 и обшей шиной 4, пропорциональна угловому положению ротора СКВТ, Синусоид".льные напряжения через интегрирующие блохи 17-22 поступают на входы нуль-инди каторов 23-28, которые формируют импульсы в моменты перехода вхэдных синусоидальных напряжений через нуль к своему отрицательному зча 1ению. Таким образом, каждый из временных интервалов между передними фронтами импульсов на выходах каждых двух нуль-индикаторов 23 и 26, 24 и 27, 25 и 28 пропорционален разности фаз соотвегствуюших синусоидальных напряжений и угловому пэлож ению ротора С К ВТ.

Обеспечить одинаковые пороги срабатывания нуль-индикаторов 23-28 при измененчи напряжения питания, температуры окружаюшей среды и т.п. за длительное время эксплуатации преобразователя практически невозможно. При срабатывании нуль-индикатора изменяется его входное сопротивление, что приводит к изменению сопротивления нагрузки фазоврашателя, который состоит из

СКВТ и фазосдвигаюших цепей. При переходном процессе, связанном с изменением сопротивления нагрузки фазоврашателя, погрешность преобразования углового положения ротора СКВТ в разность фаз синусои549825 дапьных напряжений и в пропорциональный ей временной интервал каналами, в которых нуль-индикаторы имэютболее высокий порог срабатывания, увеличивается. Дпя исключе ния этого явления во входные цепи нуль-индикаторов 23-28 включены интегрируюшие блоки 17-22, постоянная времени каждого из которых больше временной неидентичности порогов срабатывания нуль-индикаторов при данной частоте питания СКВТ !о асср ма кс.. Ucp мин

7„) — анcSin

- спс9м ® 1 макс мин

Включение интегрируюших блоков уменьшает погрешность преобразования углового положения ротора (КВТ во временной интервал

15 при резервировании фазосдвигаюших цепей и нуль-индикаторов.

Условия выбора пара 1етров элементов фазос двига юш их цеп ей оп р еде пя ются уравнением

ыС(Я З(х,1)=1„ гпе С вЂ” емкость конденсатора фазосдвигак шей цепи;

R — сопротивление резистора фазэсдви25 гающеи цепи; — индуктивное сопротивление обмотки статора СКВТ; г — активное сопротивление обмотки статора СКВТ; зо сг=2Х,f — - частота напояжения питания ротора СКВТ.

Подключение выходов фазосдвигаюших цепей к чуль-нндикач орам через интегрируюшие блоки, постоянная времени каждого

35 из которых больше временной неидентичности порогов срабатывания нуль-индикаторов при данной частоте напряжения питания

СКВТ, позволяет уменьшить погрешность преэбраз вания углового положения ротора 4р

СКВ! в цифровой эквивалент в резервированном преобразователе. Это позволяет использовать предлагаемый преобразователь в обьектах, где чевозможна замена неисправного преобразэвателя в процессе эксплу-45 атации.

Ф ормупа изобретения

1. Преобразователь угла поворота в код, содержаший синусно-косинусный врашаюшийся трансформатор СКВТ, выходные обмотки которого подключены к параллельно соединенным фазосдвигаюшим цепям, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом блока питания и с одним из входов преобразователя временной интервал — код, другие входы которого соединены с выходами соответствуюших нупь-ичдикаторов, выходы блока питания подключены к входной обмотке СКВТ, о т— и и ч а ю ш и и с я тем, что,с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены интегрируюшие блоки, входы которых соединены с выходами соответствуюших фазосдвигаюших цепей, а выходы — с входами соответствуюших нуль-индикаторов.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что," целью уменьшения погрешности преобразования угла поворота в код, в нем интегрируюшие блоки выполнены с постоянной времени

CPMOKC „ CP МНН с щ ма кс макс где С- — постоянная времени интегрируюшего бпока; — частота напряжения питания СКВТ; ср макс, ср мин — максимальныи н минимальU ный пороги срабатывания нуль-индикаторов соответственно;

U „„ - амплитуда входного напряжения нуль-индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3636554, кл.,340-347 от 1972 г.

2. Заявка ФРГ № 1298298, кл, 42 1/12 от 1969 г. (прототип)..

549825

Составитель И. Назаркина

Техред М. Ликович Корректор . Куприянов

Редактор Л. Утехина

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

Заказ 348/117 Тираж 872 П одписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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