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= Usin
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068002/183.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
u2c= U cos
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068002/183.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
где
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-2t.gif)
На выходе СМ 5 напряжение будет иметь вид
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-3t.gif)
Учитывая, что
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-4t.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068002/183.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
u6-1= U6sin(
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
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
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-5t.gif)
u4-2= U11cos(
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068175/969.gif)
и на выходе СМ 5 напряжение будет иметь вид:
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-6t.gif)
Постоянная составляющая сигнала на выходе Ф 6 будет иметь вид:
u6-2= U6sin(
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/922.gif)
В установившемся режиме И6-2 0, следовательно, K2= -
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068620/2068620-7t.gif)
Взяв разность кодов K1 и K2 после окончания переходных процессов, вызванных изменением положения ФМ 10,
K = K1-K2= 2
![преобразователь перемещения в код, патент № 2068620](/images/patents/404/2068003/945.gif)
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