RU2053595C1 - Displacement converter - Google Patents

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: displacement converter includes excitation source, reference source, phase shifter, two multipliers, adder, control unit, two phase manipulators and phase-to-code converter. EFFECT: exclusion of reference channel correction of drift of phase shifter, multipliers and adder. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифpовым вычислительным устройством. The invention relates to measuring equipment and can be used to connect analog information sources with a digital computing device.

Наиболее близким к изобретению по своему техническому решению является преобразователь перемещения в код [1] содержащий двухфазный источник возбуждения и опорный источник, фазовращатель, четыре перемножителя, образующих два измерительных канала, опорный и информационный, подключенных к преобразователю фаза-код. Closest to the invention in its technical solution is a displacement to code converter [1] containing a two-phase excitation source and a reference source, a phase shifter, four multipliers forming two measuring channels, a reference and an information channel connected to the phase-code converter.

Недостатком такого устройства является сложность наличие двух измерительных каналов и погрешности фазовращателя типа дрейфа нуля. The disadvantage of this device is the complexity of the presence of two measuring channels and the error of the phase shifter type zero drift.

Техническим результатом изобретения является исключение опорного канала, устранение дрейфа фазовращателя, перемножителей и сумматора, увеличение разрешающей способности в два раза. The technical result of the invention is the exclusion of the reference channel, the elimination of the drift of the phase shifter, multipliers and the adder, an increase in resolution twice.

Для этого в преобразователь перемещения, содержащий источник возбуждения, синусный выход которого подключен к первому входу фазовращателя, два выхода которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого является выходом преобразователя, опорный источник, синусный выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, введены два фазоманипулятора и блок управления, подключенный к управляющим входам фазоманипуляторов, первый фазоманипулятор подключен между косинусным выходом источника возбуждения и вторым входом фазовращателя, второй фазоманипулятор подключен между вторым входом второго перемножителя и косинусным выходом опорного источника, а также в преобразователь введен преобразователь фаза-код, информационный вход которого подключен к выходу сумматора, а управляющий вход к блоку управления. To do this, to a displacement transducer containing an excitation source, the sinus output of which is connected to the first input of the phase shifter, two outputs of which are connected to the first inputs of the first and second multipliers, the outputs of which are connected to the inputs of the adder, the output of which is the output of the converter, a reference source, whose sinus output connected to the second input of the first multiplier, two phase manipulators and a control unit connected to the control inputs of the phase manipulators, the first phase manipulator is connected it is connected between the cosine output of the excitation source and the second input of the phase shifter, the second phase manipulator is connected between the second input of the second multiplier and the cosine output of the reference source, and a phase-code converter is inserted into the converter, the information input of which is connected to the output of the adder, and the control input is connected to the control unit.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя перемещения. The drawing shows a structural diagram of a displacement transducer.

Преобразователь содержит источник 1 возбуждения, опорный источник 2, первый и второй фазоманипуляторы 3, 4, блок 5 управления, фазовращатель 6, первый и второй перемножители 7, 8, сумматор 9, преобразователь 10 фаза-код (ПФК). The converter contains an excitation source 1, a reference source 2, a first and second phase shifter 3, 4, a control unit 5, a phase shifter 6, a first and second multiplier 7, 8, an adder 9, a phase-code converter (PFC) 10.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

При возбуждении фазовращателя 6 двухфазным напряжением на его выходах вырабатывается два сигнала U₁ и U₂, поступающих на первые входы первого и второго перемножителей 7, 8, которые можно представить в виде
U_1-2 V₁ sin (ωt+α+Δα₁)
U_2-1 V₂ cos (ωt+α+Δα₁) при первом положении фазоманипулятора 3, создающем сдвиг фазы косинусного выхода источника возбуждения 1, равный 0^о, и в виде:
U_1-2 V₁ sin (ωt-α+Δα₁)
U_2-1 -U₂ cos (ωt-α+Δα₁) при втором положении фазоманипулятора 3, создающем сдвиг фазы, равный 180^о, где:
α фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота ротора фазовращателя 6,
Δα₁ фазовая погрешность, вызванная дрейфом фазовращателя 6.When the phase shifter 6 is excited by a two-phase voltage, two signals U ₁ and U _{2 are} generated at its outputs, which arrive at the first inputs of the first and second multipliers 7, 8, which can be represented as
U _1-2 V ₁ sin (ωt + α + Δα ₁ )
U _2-1 V ₂ cos (ωt + α + Δα ₁ ) at the first position of the phase shifter 3, which creates a phase shift of the cosine output of the excitation source 1, equal to 0 ^about , and in the form:
U _1-2 V ₁ sin (ωt-α + Δα ₁ )
U _2-1 -U ₂ cos (ωt-α + Δα ₁ ) in the second position of the phase shifter 3, creating a phase shift of 180 ^about , where:
α phase shift proportional to the angle of rotation of the rotor of the phase shifter 6,
Δα ₁ phase error caused by the drift of the phase shifter 6.

На вторые входы первого и второго перемножителей 7, 8 с опорного источника 2 поступают напряжения:
U₀₁ V_o sin ω_ot,
U_02-1 V_o cos ω_o t при первом положении фазоманипулятора 4, создающем сдвиг фазы косинусного выхода опорного источника 2, равным 0^о, и,
U₀₁ V_o sin ω_ot,
U_02-2 -V_o cos ω_ot при втором положении фазоманипулятора 4, создающем сдвиг фазы равным 180^о.The second inputs of the first and second multipliers 7, 8 from the reference source 2 receive voltage:
U ₀₁ V _o sin ω _o t,
U _02-1 V _o cos ω _o t at the first position of the phase shifter 4, creating a phase shift of the cosine output of the reference source 2, equal to 0 ^about , and,
U ₀₁ V _o sin ω _o t,
U _02-2 -V _o cos ω _o t at the second position of the phase shifter 4, which creates a phase shift of 180 ^o .

Выход сигнал сумматора 9, подаваемый на преобразователь 10 фаза-код, можно представить в виде:
U_Σ1=Vcos[(ω-ω_o)t+α+Δα₁+Δα₂] при первом положении фазоманипулятора 3, 4 и в виде:
U_Σ2=Vcos[(ω-ω_o)t-α+Δα₁+Δα₂] при втором положении фазоманипуляторов 3, 4, где Δα₂ эквивалентная фазовая погрешность, вызванная дрейфом нуля перемножителей и сумматора.The output signal of the adder 9, supplied to the Converter 10 phase-code, can be represented in the form:
U _Σ1 = Vcos [(ω-ω _o ) t + α + Δα ₁ + Δα ₂ ] at the first position of the phase manipulator 3, 4 and in the form:
U _Σ2 = Vcos [(ω-ω _o ) t-α + Δα ₁ + Δα ₂ ] at the second position of phase manipulators 3, 4, where Δα _{2 is the} equivalent phase error caused by the zero drift of the multipliers and the adder.

В преобpазователе 10 фаза-код, режим работы которого синхронно с фазоманипуляторами 3, 4 изменяется блоком 5 управления, определяется код разности фаз выходных сигналов сумматора 9 и при двух положениях фазоманипуляторов:
K=(α+Δα₁+Δα₂)-(-α+Δα₁+Δα₂)=2α.In the inverter 10, the phase code, the mode of operation of which is synchronously changed with the phase manipulators 3, 4, is changed by the control unit 5, the phase difference code of the output signals of the adder 9 is determined and for two positions of the phase manipulators:
K = (α + Δα ₁ + Δα ₂ ) - (- α + Δα ₁ + Δα ₂ ) = 2α.

Одноканальный ПФК, имеющий информационный и управляющий входы, может быть выполнен по авт.св. СССР N 356586, кл. G 01 R 25/08, опубл. 1972 г. A single-channel PFC, with information and control inputs, can be made by auth. USSR N 356586, class G 01 R 25/08, publ. 1972

Блок 6 управления, подключенный к управляющему входу преобразователя 10 фаза-код, изменяет режим его работы. В ПФК 10 с одним информационным входом при первом положении фазоманипуляторов 3, 4, устанавливаемом блоком 5 управления в реверсивном счетчике ПФК 10, накопленное количество импульсов пропорционально фазовому сдвигу первого напряжения U_Σ1, имеющего фазу + α относительно опорного генератора ПФК 10. При втором положении фазоманипуляторов 3, 4 происходит реверсирование счетчика ПФК 10 блоком 5 управления с одновременным подключением ко входу ПФК 10 второго напряжения U_Σ2, имеющего фазу α, и вычтенное количество импульсов из реверсивного счетчика ПФК 10 пропорционально фазовому сдвигу U_Σ2 относительно опорного генератора ПФК 10. В результате остаток импульсов в реверсивном счетчике ПФК 10 пропорционален разности фаз 2 α U_Σ1 и U_Σ2 The control unit 6 connected to the control input of the phase-to-code converter 10 changes its operation mode. In PFC 10 with one information input at the first position of phase shifters 3, 4, installed by the control unit 5 in the reversible counter PFK 10, the accumulated number of pulses is proportional to the phase shift of the first voltage U _Σ1 having phase + α relative to the reference PFC generator 10. When the second position of the phase shifters 3, 4 occurs reversal counter 10 PFC control unit 5 with simultaneous connection to the input 10 of the second PFC voltage U _Σ2, having a phase α, and subtracted from the number of pulses down counter FC 10 proportional to the phase shift of the U _Σ2 relative to the reference oscillator 10. As a result, PFK pulses residue PFC down counter 10 is proportional to the phase difference α U _Σ1 2 and U _Σ2

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащий источник возбуждения, синусный выход которого подключен к первому входу фазовращателя, два выхода которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого является выходом преобразователя, опорный источник, синусный выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, отличающийся тем, что в него введены два фазоманипулятора и блок управления, подключенный к управляющим входам фазоманипуляторов, первый фазоманипулятор подключен между косинусным выходом источника возбуждения и вторым входом фазовращателя, второй фазоманипулятор подключен между вторым входом второго перемножителя и косинусным выходом опорного источника. 1. MOVEMENT CONVERTER containing an excitation source, the sine output of which is connected to the first input of the phase shifter, two outputs of which are connected to the first inputs of the first and second multipliers, the outputs of which are connected to the inputs of the adder, the output of which is the output of the converter, the reference source, the sine output of which is connected to the second input of the first multiplier, characterized in that two phase shifters are introduced into it and a control unit connected to the control inputs of the phase shifters, the first phase manipulator is connected between the output of cosine excitation source and the second input of the phase shifter, the second fazomanipulyator connected between the second input of the second multiplier and the cosine output of the reference source. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в него введен преобразователь фаза - код, информационный вход которого подключен к выходу сумматора, а управляющий вход - к блоку управления. 2. The converter according to claim 1, characterized in that a phase converter is entered into it - a code, the information input of which is connected to the output of the adder, and the control input is connected to the control unit.

Images