Фазовая система преобразования угла поворота в код

 

»> 567l63

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.74 (21) 2083281/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 12.08.17 (51) М. Кл 2 G 05В 11/12

1осударотвенный комитет

Совета Министров СССР

IIII делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

С. Я. Барменков, В. Н. Васильев, В. Н. Пашилов, В., П. Федотов и Ю. Э. Январев!

3. „ (71) Заявитель (54) ФАЗОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА

ПОВОРОТА В КОД

Предлагаемая фазовая система преобразования угла поворота в код предназначена для применения в системах управления с цифро.выми вычислительными машинами, в частности для передачи, измерения и кодирования углов по ворота вала объекта.

Известна фазовая система преобразования угла поворота в код, содержащая многополюсный датчик угла поворота, однофазный фазовращатель с использованием синусно-косинусного вращающегося трансформатора, е .выходные обмотки которого установлен одинарный фазосдвигающий RC-контур, фазовый дискриминатор, усилитель, двигатель и многоотсчетный преобразователь угол — код (1).

Однако ввиду высокой чувствительности такой системы к нестабильности частоты рабочих сигналов многополюсного датчика угла поворота, а также к изменению параметров фазосдвигающего контура фазовращателя от времени или температуры, окружающей среды снижается точность преобразования угла в код.

Из известных систем наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система, содержащая многополюсный датчик угла поворота, выход которого через компенсирующий фазовращатель связан с первым входом фазового дискриминатора и через последовательно соединенные синуснокосинусный вращающийся трансформатор и первый фазосдвигающий мостовой контур с вторым входом фазового дискриминатора, выход которого через усилитель и исполнительный двигатель соединен кинематически с валом преобразователя угол — код и валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, вторым выходом подключенного к второму фазосдвигающему мостовому. контуру

И (2).

В известной системе при нестабильности выходных со противлений синусно-косинусного вращающегося трансформатора и сопротивления источника питания, обусловленной изменением температуры окружающей среды, возникает ошибка преобразования угла поворота вала в код. Эта ошибка состоит из переменной составляющей, зависящей от угла поворота, и постоянной составляющей ошибки, 20 которая не зависит от угла .поворота.

Цель изобретения — повышение статической точности системы преобразования угла поворота .в код при нестабильности выходных сопротивлений синусно-косинусного трансфор25 матора и сопротивления его источника питания, а также обеспечение возможностп ввода угловых поправок.

Это достигается тем, что в системе установлены первая и вторая компенсирующие зо RC-цепи, соединенные, параллельно с соответ567163 ствующими фазосдвигающими мостовыми контурами, причем компенсирующий фазовращатель выполнен с использованием синуснокосину сного вращающегося трансформатора.

На чертеже представлена фазовая система для преобразования угла поворота в код.

Фазовая система преобразования угла поворота в код содержит многополюсный датчик

1 угла .поворота,,выход которого через компенсирующий фазовращатель 2 соединен с первым входом фазового дискриминатора 3 и через последовательно соединенные синуснокосинусный вращающийся трансформатор 4 и первый фазосдвигающий мостовой контур 5 с вторым входом фазового дискриминатора 3.

Выход дискриминатора через усилитель 6 подключен к исполнительному двигателю 7, соединенному кинематически с валом преобразователя 8 угол — код (отсчетного устройства) и валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора 4,,второй выход которого связан с вторым фазосдвигающим мостовым контуром 9. Первая 10 и вторая 11 компенсирующие RC-цепи соединены параллельно соответственно с фазосдвигающими мостовыми контурами 5 и 9. Синусно-косинусный вращающийся трансформатор 4, фазосдвигающие мостовые контуры 5 и 9 образуют устройство, называемое фазо вращателем. Компенсирующий фазовращатель 2 содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор 12, первый 13 и,второй 14 фазосдвигающие мостовые контуры, первую 15 и вторую

16 коипенсирующие RC-цепи.

Работает система следующим образом.

При повороте .входного вала многополюсного датчика 1 угла на угол Р фаза управляющего выходного напряжения датчика U сдвигается относительно фазы опорного напряжения Up на угол у=р, где р — число пар полюсов датчика угла поворота. При этом на выходе фазового дискриминатора 3 и усилителя

6 образуется налряжение рассогласования

ЛР(ЛУ). Под действием этого напряжения двигатель 7 разворачивает ротор синусно-косинусного вращающегося трансформатора 4, а вместе с ним и вал многоотсчетного преобразователя 8 угол — код на угол я=рай. С выхода преобразователя угол — код будет списан числовой эквивалент (код), пропорциональный величине N=P, т. е. углу по ворота вала объекта. При изменении температуры окружающей среды возникает нестабильность выходных сопротивлений синусно-косинусного вращающегося трансформатора,и сопротивления источника питания, что может вызвать ошибку преобразования. При выборе параметров компенсирующих RC-цепей 10 и 11, равных

А 2 — Р2 Rl — Р1 выравнивается комплексное входное сопротивление фазосдвигающих мостовых контуров

5 и 9. Это обеспечивает условие точной рабо5

65 ты фазовращателя 17, в результате чего в

"истеме не возникает переменной, зависящей от угла поворота, составляющей ошибки.

Одновременно с изменением температуры окружающей среды появляется фазовый сдвиг выходного напряжения U фазовращателя

17, который не зависит от угла поворота. Это может вызвать смещение нулевого положения системы (постоянную составляющую ошибки). Включенный в опорный канал системы компенсирующий фазовращатель 2, который содержит синусно-косинуспый вращающийся трансформатор 12, фазосдвигающие мостовые контуры 13 и 14, компенсирующие

RC-цепи 15 и 16, выполнен идентично фазовращателю 17, установленному в управляющем канале. Поэтому аналогичный фазовый сдвига возникает у выходного напряжения компенсирующего фазо вращателя 2. В связи с этим на выходе фазового дискриминатора не образуется напряжение рассогласования, способное вызвать смещение нулевого положения системы. Включение в о порный канал компенсирующего фазовращателя, содержащего синусно-косинусный вращающийся трансформатор, позволяет также, в случае .необходимости, вводить угловые поправки или регулировать нулевое положение системы при помощи разворота ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора 12 на угол у. При этом фазо вая система отрабатывает это значение поправки и к измеренному углу (коду) добавляется дополнительная угол, соответствующий угловой поправке.

Использование данной системы в условиях, характеризующихся широким диапазоном изменения температуры окружающей среды, выгодно отличает ее от известных фазовых систем преобразования угла .поворота в,код, так как она не содержит составляющей погрешности, обусловленной влиянием нестабильности выходного сопротивления синусно-косинусного вращающегося трансформатора и сопротивления источника питания. Это позволяет снизить требования к стабильности выходного сопротивления синусно-косинусного вращающегося трансформатора,и сопротивления ,источника питания, использовать серийные синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы и более простые источники питания.

Кроме того, наличие в системе возможности ввода угловых поправок обеспечивает расширение области применения фазовой системы преобразования угла поворота в код (нанример, возожно суммирование и,вычитание двух угловых величин с преобразованием их в код). Испытания предложенной системы показали ее высокие эксплуатационные характеристики.

Формула изобретения

1. Фазовая система для преобразования угла поворота в код, содержащая многополюсный датчик угла поворота, выход которого через компенсируюший фазовращатель соеди567163

Составитель Ю, Гладков

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Брахнина

Редактор И. Грузова

Заказ 1668/14 Изд. № 615 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 нен с первым входом фазового дискриминатора и через последовательно соединенные синусно-косинусный вращающийся трансформатор и первый фазосдвигающий мостовой контур с вторым входом фазового дискриминатора, выход которого через усилитель соединен с исполнительным двигателем, соединенным кинематически с валом преобразователя угол— код и валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, второй выход которого соединен с вторым фазосдвигающим мостовым контуром, отличающаяся тем, что, с целью повышения статической точности, в ней установлены первая и вторая компенсируюццис RC-цепи, соединенные параллельно с соответствующими мостовыми контурами.

2. Система по п. 1, о тл,и ч а ю щ а я с я тем, что компенсирующий фазовращатель выполнен с использованием синусно-косинусного вращающегося трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Элементы цифровых систем управления, Под ред. В. А. Мясникова, Л., Наука, 1971, с. 234.

2. Авторское свидетельство СССР №252441, кл. G 05В 11/12, 1969.