преобразователь перемещения в код
Классы МПК: | H03M1/64 с промежуточным преобразованием в фазу синусоидального сигнала H03M1/48 преобразователи со следящей системой |
Патентообладатель(и): | Русаков Лев Григорьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-29 публикация патента:
27.10.1996 |
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Изобретение позволяет повысить точность преобразователя путем снижения погрешности типа дрейфа нуля. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий источник возбуждения, датчик перемещения, два перемножителя, сумматор, фильтр, генератор, преобразователь напряжение-частота, преобразователь код-фаза, введены блок управления и фазоманипулятор. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Преобразователь перемещения в код, содержащий источник возбуждения, подключенный к входу датчика перемещения, два выхода которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр и преобразователь напряжение-частота подключен к счетному входу преобразователя код-фаза, косинусный выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, и генератор, выход которого соединен с входом источника возбуждения и с синхронизирующим входом преобразователя код-фаза, отличающийся тем, что в него введены блок управления и фазоманипулятор, управляющий вход которого подключен к блоку управления, фазоманипулятор подключен между синусным выходом преобразователя код-фаза и вторым входом первого перемножителя.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известен преобразователь перемещения в код (Буянов А.С. и др. Высокоточный цифровой преобразователь угла следящего уравновешивания. - Приборы и системы управления, 1978, N 11, с. 20, 21), содержащий источник возбуждения (ИВ), синусный и косинусный выходы которого подключены к входам фазовращателя, два выхода которого подключены к фильтру обратной последовательности, выход которого соединен с первым входом перемножителя (ПМ), второй вход которого соединен с выходом преобразователя код-фаза (ПКФ), синхронизированного с ИВ с помощью генератора (ГН). Недостатком такого устройства является наличие погрешности типа дрейфа нуля и невозможность его использования для датчиков перемещения, имеющих одну обмотку возбуждения. Наиболее близким к предлагаемому по своему техническому решению является преобразователь перемещения в код (Преснухин Л.Н. и др. Синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы в преобразователях угол-код. Электричество, 1979, N 9, с. 52-54), содержащий датчик перемещения (ДП) на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ), выходы которого соединены с первыми входами ПМ, выходы которых подключены к сумматору (СМ), выход которого через преобразователь напряжение-частота (ПНЧ) подключен к счетному входу ПКФ, оба выхода которого подсоединены к вторым входам ПМ. Недостатком такого устройства является возникновение погрешности типа дрейфа нуля, вызванной, например, остаточными напряжениями ПМ, СМ. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в устранении погрешности типа дрейфа нуля. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий источник возбуждения, подключенный к входу датчика перемещения, два выхода которого соединен с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр и преобразователь напряжение-частота подключен к счетному входу преобразователя код-фаза, косинусный выход которого подключен к второму входу второго перемножителя, и генератор, выход которого соединен с входом источника возбуждения и синхронизирующим входом преобразователя код-фаза, введены блок управления и фазоманипулятор, управляющий вход которого подключен к блоку управления, фазоманипулятор подключен между синусным выходом преобразователя код-фаза и вторым входом первого перемножителя. На чертеже приведена структурная схема преобразователя перемещения в код. Преобразователь содержит источник 1 возбуждения (ИВ), датчик 2 перемещения (ДП), первый 3 и второй 4 перемножители, сумматор 5, фильтр 6, генератор 7, преобразователь 8 напряжение-частота, блок 9 управления, фазоманипулятор 10, преобразователь 11 код-фаза. Преобразователь работает следующим образом. При использовании в качестве ДП 2 СКВТ, на его выходах вырабатываются два сигнала U2s и U2c, которые можно представить в виде:u2s= Usinsint,
u2c= U cossint,
где ,U частота и амплитуда напряжения ИВ 1,
угол поворота ротора ДП 2. При первом положении фазоманипулятора (ФМ) 10, создающим сдвиг фазы синусного выхода ПКФ 11 равным 0o, на параллельном выходе ПКФ 11, который синхронизируется с ИВ 1 генератором 7, вырабатывается кодовый эквивалент К1 угла поворота ротора a и на вторые входы первого 3 и второго 4 ПМ подаются напряжения:
На выходе СМ 5 напряжение будет иметь вид
Учитывая, что , высокочастотные составляющие сигналы U5-1 вида sintcost и cos 2t не пропускаются фильтром (Ф) 6 и на его выходе будет выделяться постоянная составляющая сигнала:
u6-1= U6sin(-K1).
Так как два ПМ 3 и 4, СМ 5, Ф 6, ПНЧ 8 и ПКФ 11 образуют следующую систему, которая стремится установить сигнал и6-1 на выходе Ф 6 равным 0, следовательно К1 . При втором положении ФМ 10, состояние которого определяется блоком управления 9, создается дополнительный сдвиг фазы синусного выхода ПКФ 11 равным 180o и на параллельном выходе ПКФ 11 вырабатывается кодовый эквивалент К2 угла поворота ротора a. В этом случае на вторые входы первого 3 и второго 4 ПМ подаются напряжения:
u4-2= U11cos(t+K2),
и на выходе СМ 5 напряжение будет иметь вид:
Постоянная составляющая сигнала на выходе Ф 6 будет иметь вид:
u6-2= U6sin(+2)
В установившемся режиме И6-2 0, следовательно, K2= -. Это означает, что при втором положении ФМ 10 увеличению угла поворота ротора соответствует отрицательное приращение кода К2. При наличии остаточных напряжения у ПМ 3,4 и СМ 5 произойдет смещение кодов K1 и K2 на одну и ту же величину DK. В результате:
Взяв разность кодов K1 и K2 после окончания переходных процессов, вызванных изменением положения ФМ 10,
K = K1-K2= 2,
получим, что устраняются погрешности, вызванные остаточными напряжениями ПМ 3,4 и СМ 5. Одновременно при этом увеличивается разрешающая способность в 2 раза.
Класс H03M1/64 с промежуточным преобразованием в фазу синусоидального сигнала
Класс H03M1/48 преобразователи со следящей системой