SU1080176A1 - Shaft rotation angle encover - Google Patents

Abstract

1.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий кодовые элементы, выполненные в виде магнитопроводов с источником магнитного .потока, в зазорах магнитопроводов установлены объединенные в группы магнитодиоды, первый и второй сумма|торы по модулю два, выходы которых соединены с входами расширител  импульсов , выход которого соединен с первым выходом преобразовател , третий сумматор по модулю два, первцй инвертор, выход которого соединен с вторым выходом преобразовател , о т личающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы и технологичности изготовлени  преобразовател , в него введены второй и третий инверторы, первый и второй источники опорного напр жени  и восемь формирователей импульсов, а в каждой группе магнитодиодов первый   второй магнитодиоды соединены через первый и второй формирователи импульсов с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, трет;ий и четвертый магнитодиоды соединены через третий и четвертый формировате ли импульсов с первым и вторым входами второго сумматора по модулю два, п тый и шестой магнитодиоды соединены через п тый и шестой формирователи импульсов с первым и вторым входа ;ми третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен через второй инвертор с третьим выходом преобразо ватёл , седьмой и восьмой магнитодиоды соединены через седьмой и восьмой ; формирователи импульсов с входами первого и третьего инверторов, выход третьего инвертора соединен с четвертым выходом преобразовател ,выходы первого и второго источников опорного напр жени  соединены с первым и. вторым управ 00 л ющими входами формирователей импульсов .1. CONVERTER ANGLE OF TURNING THE SHAFT INTO A CODE containing code elements made in the form of magnetic conductors with a source of magnetic flux, magnet diodes combined into groups are installed in the gaps of the magnetic conductors, the first and second moduli are two, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse expander, the output of which is connected to the first output of the converter, the third modulo two adder, the first inverter, the output of which is connected to the second output of the converter, which, in order to increase the reliability of and the manufacturability of the converter, the second and third inverters are introduced into it, the first and second reference voltage sources and eight pulse drivers, and in each group of magnetic diodes the first second magnetic diodes are connected through the first and second pulse drivers to the first and second inputs of the first modulo-adder. two, third; fourth and fourth magnetodiodes are connected through the third and fourth formers of pulses to the first and second inputs of the second modulo two, fifth, and sixth magnetodiodes with One through fifth and sixth pulse shapers with first and second inputs; E third adder modulo two, the output of which is connected via a second inverter to the third transform output vatol, seventh and eighth magnitodiody connected through seventh and eighth; pulse shapers with inputs of the first and third inverters, the output of the third inverter is connected to the fourth output of the converter, the outputs of the first and second sources of reference voltage are connected to the first and. the second control is the 00 inputs of pulse formers.

Description

2. Преобразователь по п.1, о т л ичающийс  тем, что формирователь импульсов выполнен в виде последовательно включенных стабилизатора.тока , ключа и резистора, выход стабилизатора тока соединен с входом форми ровател  импульсов, а выход ключа с выходом формировател  импульсов, управл ющие входы стабилизатора тока и ключа соединены с первьам и вторым управл ющими входами формировател  импульсов, вход стабилизатора тока2. The converter according to claim 1, wherein the pulse shaper is designed as a series-connected stabilizer, a key and a resistor, the output of the current stabilizer is connected to the input of the pulse shaper, and the key output with the pulse shaper output, controlling the inputs of the current stabilizer and the key are connected to the first and second control inputs of the pulse former, the current stabilizer input

 вл етс  входом питани  формировател  .импульсов.is the power input to the impulse generator.

3. Преобразователь по п.2, о т лич ающийс   тем, что стабилизатор тока выполнен на парных бипол рных транзисторах, базы которых соединены через резисторы с управл кнцим входом стабилизатора тока, эмит теры соединен1%с входом стабилизатора тока, а коллекторы - с выходом стабилизатора тока.3. The converter according to claim 2, which is based on the fact that the current stabilizer is made on paired bipolar transistors, the bases of which are connected via resistors with control of the current stabilizer input, the emitters are connected to the current stabilizer input, and the collectors are connected to the output current stabilizer.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при разработке цифровых источников информации в системах дистанционного контрол  и измерени х угловых и линейных перемещеThe invention relates to automation and computer technology and may find application in the development of digital sources of information in remote control systems and measurements of angular and linear movements.

НИИ.SRI.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодирующие элементы, выполненные в виде магнитопроводов с источником магнитного потока, считываклцие элементы, магнитодиоды, установленные в зазорах кодируквдих элементов,-последовательно с которыми включены стабилиI заторы тока, нагрузочные резисторы и источники опорного напр жени  дл  выделени  сигналов 1 1 .A known converter of shaft rotation angle into a code containing coding elements made in the form of magnetic conductors with a magnetic flux source, readings of the elements, magnetodiodes installed in the gaps of coding elements, followed by current stabilizers, load resistors and reference sources for isolating signals 1 1.

Основным недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  технох ргичность изготовлени , обусловленна  наличием в схеме полевых и бипол рны транзисторов, технологи  изготовлени  которых различна, что затрудн ет применение твердотельной технологии производства считывающих узлов в микросхемном исполнении. С другой стороны , большой технологический разброс начальных токов стоков полевых транзисторов требует подборарезисторов в цеп х истоков, обеспечивак дих режим работы магнитодиодов и, следовательно , выходных напр жений на магнитодиодах .The main disadvantage of this converter is the low tech- nicality of manufacturing, due to the presence in the circuit of field and bipolar transistors, the manufacturing techniques of which are different, which makes it difficult to use solid-state production technology of the reading units in microcircuit design. On the other hand, a large technological variation of the initial currents of the drain of field-effect transistors requires selection of resistors in the source circuits, ensuring both the operation mode of the magnetic diodes and, consequently, the output voltages on the magnetic diodes.

Наиболее близким к изобретению  в л етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовые элементы , выполненные в виде магнитопроводов с источником магнитного потока , в зазорах магнитопроводов уста новлены объединенные в группы магнитодиоды , первый и второй сумматоры по модулю два, выходы которых соединены с входами расширител  по ИЛИНЕ , выход которого соединен с первым выходом преобразовател , третий сумматор по модулю два, первый инвертор , входы сумматоров по модулю два соединены с магнитодиодами pj.The closest to the invention is a shaft angle converter in a code containing code elements made in the form of magnetic conductors with a magnetic flux source; the magnetic diodes combined into groups are installed in the gaps of the magnetic conductors; the first and second modulo-two adders are connected to the inputs spreader for ILINE, the output of which is connected to the first output of the converter, the third modulo two, the first inverter, the inputs of modulo-two adders are connected to the magnetic diodes pj.

Основным недостатком этого устрой ства  вл етс  низка  надежность и точность преобразовани  входного параметра при изменени х температуры окружающей среды и напр жени  питани устройства, поскольку в нем возможно по вление ложных сигналов 1 в случа х, когда оба магнитодиода, подключенные к входам одного сумматора, наход тс  в индукции BS . Это объ сн етс  различной магниточувствительностью и зависимостью от температуры Действительно, при увеличении напр жени  питани  разбаланс напр жений н магнитодиодах, наход щихс  в магнитном поле, может :превысить. напр жени срабатывани  сумматора равное 2 Uc,, транзисторов сравнени . Кроме того такое включение предъ вл ет высокие требовани  к идентичности парамет- ров магнитодиодов и в отсутствии маг йитногчэ пол .The main disadvantage of this device is the low reliability and accuracy of the input parameter conversion with changes in the ambient temperature and the supply voltage of the device, since it can cause spurious signals 1 in cases where both magnetodiodes connected to the inputs of the same adder ts in BS induction. This is due to different magnetosensitivity and temperature dependence. Indeed, with an increase in the supply voltage, the imbalance of voltages on the magnet diodes in a magnetic field can: exceed. the operation voltage of the adder is equal to 2 Uc ,, comparison transistors. In addition, such an inclusion imposes high requirements on the identity of the parameters of the magnetic diodes and in the absence of a magnetic field.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы и технологичности изготовлени  преобразователей .The aim of the invention is to improve the reliability and manufacturability of converters.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовые элементы , выполненные в виде магнитопроводов с. источником магнитного потока , в зазорах магнитопроводов ,ycтa новлены объединенные в группы магнитодиоды , первый и второй сумматоры по модулю два, выходы которых соединены с входами расширител  по ИЛИ-НБ выход которого соединен с первым выходом преобразовател , третий сумматор по модулю два, первый инвертор, выход которого соединен с вторым выходом преобразовател , введены второ и третий инверторы, первый и второй источники опорного напр жени  и восемь формирователей импульсов, а в каждой группе магнитодиодов первый и второй магнитодиоды соединены через первый и второй формирователи импуль сов с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, третий и четвертый магнитодиоды соедине ны через третий и четвертый формирователи импульсов с первым и вторым входами второго сумматора по модулю два, п тый и шестой магнитодиоды соединены- через п тый и шестой формиро ватели импульсов с первым и вторым входами третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен через второй инвертор с третьим выходо преобразовател , седьмой и восьмой магнитодиоды соединены через седьмой и восьмой формирователи импульсов с входами первого и третьего инверторов , выход третьего инвертора соеди|Нен с четвертым выходом преобразовател , выходы первого и второго источ ;НИКОВ опорного напр жени  соединены с первым и вторым управл ющими входа ми формирователей импульсов. Формирователь импульсов выполнен в виде последовательно включенных стабилизатора jCQKa, ключа и резистора , выход стабилизатора тока соедицен с входом формировател  импульсов р выход ключа - с выходом формировател  импульсов, управл ющие входы стабилизатора тока и ключа соединены с первым и вторым управл ющими входами формировател  импульсов, вхо стабилизатора  вл етс  входом питани  формировател  импульсов. . : Кроме того, стабилизатор тока выполней на парных бипол рных транзисто-. pax, базы которых соединены через ре зисторы с управл нвдим входом стабили затора тока, эмиттеЕМ соединены с входом стабилизатора тока, а коллекторы - с выходом стабилизатора тока, На фиг.1 представлена конструкци  одного из отсчетов преобразовател  угла поворота вала в код, разрез на фиг.2 - структурна  схема преобра зовател , на фиг.З - принципиальна  схема одного отсчета преобразовател  на фиг.4 - графики, по сн ющие принцип работы преобразовател . . Преобразователь содержит входной вал 1, св занный с кодирующим элемен том 2, в рабочем заз.оре которого уст новлены магнитодиоды 3, стабилизатор 4 тока, ключи 5,резисторы б, сумматоры 7 по модулю два, расширитель по ИЛИ-НЕ 8, инверторы 9, источник 10 опорного напр жени , источник 11 опорного напр жени . Стабилизатор 4 тока, ключ 5 и резистор 6 образуют фО1 «ирователь 12 импульсов. стабилизаторы 4 тока магнитодиодов 3 выполнены на парных бипол рных транзисторах 13 (фиг.З), базы которьХ через резисторы подключены к выходу источника 11 опорного напр жени , ко TOfHJft выполнен на стабилитроне и реэисторе (на фиг.2 не обозначены). Ключи 5 выполнены на транзисторахТ4, эмиттеры которых подключены к точкам соединени  магнитодиодов 3 и коллекторов транзисторов 13. Базы транзисторов 14 через ограничивающие резисторы подключены к выходу источника 10 опорного напр жени , а коллекторы соединены с резисторами 6 и входами сумматоров 7 по модулю два, выполненных на транзисторах 15, разделительных диодах 16 и пороговом диоде 17. Базы транзисторов 15 через резисторы . соединены с разделительными диодами 16 и подкл бчены к точкам соединени  резисторов 6 и транзисторов 14, а коллектор объединены и через ограничивающий резистор подключены к расширителю по ИЛИ-НЕ 8, выполненному на транзисторе 18. Преобразователь работает следующим образом. В исходном (нулевом) положении кодирующего элемента 2, соответствующем входному углу ot О все магнитодиоды наход тс  вне рабочего .зазора кодирукщего элемента 2, т.е. индукци  в 0. В этом случае через магнитодиоды 3,,- 3 протекает ток, равный току стабилизаторов 4 тока, а напр жени  определ ютс  точкой пересечени  пр мой I const и вольт-амперной характеристикой магнитодиода 3 (ВАК МДЗ) соответствующей группы, например точка 4с (фиг.4), лежаща  на пересечении выходной характеристики стабилизатора 4 тока - крива  G.K ВАХ МД при В О - крива  С. Поскольку напр жение и источника 10 относительно общей точки магнитодиодов 3 больше чем их нулевое напр жение, т.е. и,(, Ig If), то все ключи 5 закрыты, так как базам транзисторов 14 приложено отрицательное напр жение равное разности (и - Uc) 0. На фиг.4 напр жению UCT соответствует крива  Н, слева от которой расположены ВАХ МДЗ при В О, и в области токов IP . Транзисторы 15 и, следовательно, 18 также закрыты, что соответствует нулевой комбинации сигналов на выходах преобразовател  2«. 2. При повороте кодирующего .элемента 2 иа один квант (о 22 ,5° )один из магиитодиодов 3, например 3, окажетс  в рабочем зазоре под воздействием магнитного пол  с индукцией в Вj. В этом случае ВАХ МДЗ переместитс  в положение, изображенное на фиг.4 кривой D или F, в зависимости от величины магниточувствительности. При заданном стабилизатором 4 токе 1 1 напр жению на магнитодиоде 3 соответствует точка jj или f, следовательно, ключ 5, включенный параллельно магнитодиоду 3, откроетс , поскольку потенциал эмиттера относительно базй транзист9ра 14 изменит знак, а велигThe goal is achieved by the fact that in the converter of the angle of rotation of the shaft into a code containing code elements made in the form of magnetic cores c. the source of the magnetic flux in the gaps of the magnetic cores, the magnetodiodes combined into groups, the first and second modulo-two adders, whose outputs are connected to the extender's inputs in OR-NB, the output of which is connected to the first output of the converter, the third modulo-two adder, the first inverter, the output of which is connected to the second output of the converter, the second and third inverters are introduced, the first and second sources of the reference voltage and eight pulse shapers, and in each group of magnetic diodes the first and second magnetometers The iodines are connected via the first and second pulse formers to the first and second inputs of the first modulo two, the third and fourth magnetodiodes are connected via the third and fourth pulse formers to the first and second inputs of the second modulo two, fifth, and sixth magnetodiodes through the fifth and sixth pulse formers with the first and second inputs of the third modulo-adder, the output of which is connected through the second inverter to the third output of the converter, the seventh and eighth magnetodiodes are connected Erez seventh and eighth pulse shapers the inputs of the first and third inverters, the output of the third inverter Cpd | Nen fourth output transducer, the outputs of the first and second SOURCE; nicks reference voltage connected to the first and second input E the gate pulse shaping. The pulse shaper is made in the form of a series-connected stabilizer jCQKa, a key and a resistor, the output of the current stabilizer is connected to the input of the pulse shaper p the output of the key is connected to the output of the pulse shaper, the control inputs of the current stabilizer and the key are connected to the first and second control inputs of the pulse shaper The stabilizer is the power input of the pulse former. . : In addition, the current stabilizer is performed on paired bipolar transistors. pax, the bases of which are connected via resistors with a control of the current stabilizer input, emitteem are connected to the input of the current stabilizer, and the collectors are connected to the output of the current stabilizer. Figure 1 shows the design of one of the readings of the shaft angle-to-code converter; .2 is a block diagram of a converter; FIG. 3 is a schematic diagram of a single reference of the converter in FIG. 4 — graphs explaining the principle of operation of the converter. . The converter contains an input shaft 1 connected to the coding element 2, in the working gap of which magnetic diodes 3 are installed, current stabilizer 4, switches 5, resistors b, modulators 7 two, expander OR-NE 8, inverters 9 , the source 10 of the reference voltage, the source 11 of the reference voltage. The current stabilizer 4, the switch 5 and the resistor 6 form the FO1 "transmitter of 12 pulses. The stabilizers 4 of the current of the magnetic diodes 3 are made on paired bipolar transistors 13 (FIG. 3), the bases of which through resistors are connected to the output of the voltage source 11, to TOfHJft is made on a zener diode and a resistor (not indicated in FIG. 2). The keys 5 are made on transistors T4, the emitters of which are connected to the connection points of the magnetic diodes 3 and the collectors of the transistors 13. The bases of the transistors 14 are connected via limiting resistors to the output of the reference voltage source 10, and the collectors are connected to resistors 6 and 2 on the adders transistors 15, the separation diodes 16 and the threshold diode 17. The bases of the transistors 15 through resistors. connected to the separation diodes 16 and connected to the points of connection of the resistors 6 and transistors 14, and the collector is connected and connected via an limiting resistor to the expander by OR-HE 8, performed on the transistor 18. The converter operates as follows. In the initial (zero) position of the coding element 2 corresponding to the input angle ot O, all the magnetic diodes are outside the working gap of the encoding element 2, i.e. induction to 0. In this case, a current through the diodes 3, -3 is equal to the current of the current stabilizers 4, and the voltages are determined by the intersection point of the forward I const and the current-voltage characteristic of the diode 3 of the corresponding group, for example 4c (Fig. 4), lying at the intersection of the output characteristic of the current stabilizer 4 - curve GK IVC MD with VO - curve C. Since the voltage and source 10 relative to the common point of the magnetic diodes 3 are greater than their zero voltage, i.e. and, (, Ig If), then all the keys 5 are closed, since a negative voltage equal to the difference (and - Uc) 0 is applied to the bases of transistors 14. In figure 4, the voltage UCT corresponds to curve H, to the left of which the CVC of the DLC is located In Oh, and in the field of currents IP. The transistors 15 and, therefore, 18 are also closed, which corresponds to a zero combination of signals at the outputs of the 2 “converter. 2. When the coding element 2 rotates and one quantum (about 22.5 °) one of the magnetodiodes 3, for example 3, will appear in the working gap under the influence of a magnetic field with induction in Bj. In this case, the CVC of the MDZ will move to the position shown in Fig. 4 by the D or F curve, depending on the magnitude of the magnetosensitivity. For a given stabilizer 4 current 1 1, the voltage on the magnetic diode 3 corresponds to the point jj or f, therefore, the key 5 connected in parallel to the magnetic diode 3 will open, because the potential of the emitter relative to the base of transistor 14 will change sign and

чина его достаточна дл  насыщени  ключа 5, Однако резистор 6 при открытом ключе шунтирует магнитодиод 3 , следовательно, ток стабилизатора 4 в этом случае равен сумме токов:1 Itr(B Bg) Ij ,где (; - ток коллектора , протекающий по резистору 6 открытого ключа 5. На фиг.4 току резистора 6 соответствует линии нагрузки N. Следовательно, суммарна  ВАХ резистора б и магнитодиода 3 из браженна  на фиг.4 кривой D или F , пересекает кривую тока Igf в точках g или k . Отсюда напр жение на входе сумматора 7 определ етс  падением напр жени  на резисторе 6, ток которого равен разностиits rank is sufficient for key 5 saturation. However, when the key is open, the magnetic diode 3 shunts, therefore, the stabilizer current 4 in this case is equal to the sum of the currents: 1 Itr (B Bg) Ij, where (; is the collector current flowing through the open resistor 6 key 5. In Fig. 4, the current of the resistor 6 corresponds to the load line N. Therefore, the total IVC of the resistor b and the magnetodiode 3 from the curve D or F in Fig. 4 intersects the current curve Igf at points g or k. adder 7 is determined by the voltage drop across resistor 6, the current of which is difference n

- - -(S4 - - - (S4

1 1 - 11 1 - 1

На фиг. 4 току соответствуетFIG. 4 current corresponds

отрезок gh или kl . При достижении перепада напр жени  на резисторах б до напр жени  срабатывани  сумматора 7, равного + U6, , где Ц напр жение отсечки диодов 16 и 17, U|s- пр мое напр жение перехода эмит тер - база транзистора 15, Последний открываетс  и создает цепь дл  тока базы расширител  по ИЛИ-НЕ 8, выполненного на транзисторе 18. Току коллектора транзистора 18 соответствует сигнал 1 на выходе преобразовател  в разр де 2.segment gh or kl. When the voltage drop across the resistors is reached up to the operation voltage of the adder 7, equal to + U6, where C is the cut-off voltage of the diodes 16 and 17, U | s is the direct voltage of the emitter junction - the base of the transistor 15, the latter opens and creates The circuit for the base of the expander according to the OR-NE 8 performed on the transistor 18. The collector current of the transistor 18 corresponds to the signal 1 at the output of the converter in the discharge 2.

При повороте вала 1 на уголсб 45, соответствующий двум квантам, в магнитном поле с индукцией в В/Г окажетс  и второй магнитодиод 3. Следовательно, на выходе преобразовател  в разр де 2 тоже по витс  сигнал 1 аналогичный описанному. Цс скольку магнитодиод 3| останетс  в рабочем зазоре кодирующего элемента 2, то на выходе преобразовател  буде комбинаци  сигналов 1100, кодирук ца  второй квант угла поворота.When shaft 1 is rotated by angle 45, corresponding to two quanta, the second magnetic diode 3 will also appear in a magnetic field with induction in V / G. Therefore, signal 1 also appears at the output of the converter in bit 2, similar to that described. Hs how magnetic diode 3 | will remain in the working gap of the coding element 2, then, at the output of the converter, there will be a combination of signals 1100, the coding of the second angle of rotation.

При увеличении входного угла поворота до значени  Л 67,5 соответст вукщего третьему кванту, в рабочем зазоре кодирующего элемента 2 окажутс  магнитодиоды с номерами 3 , 32 и 30. В этом случае открыты оба клк)ча,параллельные магнитодиодгил 3f и однако на выходе преобразо вател  в разр де 2 сигнал 1 сме- нитс  сигналом О, поскольку paiitность падений напр жений на резисто pax б не превышает напр жение срабатывани  на входах сумматора 7. Следовательно , транзисторы 15 и 18 закрыты , а на выходе преобразовател  выставлен код параметра 0100.As the input angle of rotation increases to a value of L 67.5 corresponding to the third quantum, magnets 3, 32, and 30 will appear in the working gap of the coding element 2. In this case, both groups open parallel to the magnetic diode 3f and open at the output of the converter In discharge 2, signal 1 is replaced by signal O, since paiit voltage drops across resistors pax b do not exceed the pickup voltage at the inputs of adder 7. Therefore, transistors 15 and 18 are closed, and at the output of the converter, the parameter code 0100 is set.

При повороте вала 1 на угол, при котором с.читыван ций магнитодиод 3 окажетс  вне рабочего зазора, т.е. ,при В О, а 3 в рабочем зазоре кодирукедего элемента 2 с индукцией В Bj, на выходе преобразовател  S разр де 2 выставлен сигнал 1. When the shaft 1 is rotated by the angle at which the readout of the magnetic diode 3 will be outside the working gap, i.e. , at VO, and 3 in the working gap of the coded element of element 2 with induction Bj, the output of the converter S of the bit 2 has a signal 1.

Аналогичным образом работают и другие  чейки двоичных разр дов 2, 2 и 2, при этом разр ды 2 и 2 представл ют половину  чейки, что видно из функциональной схемы на фиг.2.Other cells of binary bits 2, 2, and 2 work in a similar way, with bits 2 and 2 representing half the cell, as can be seen from the functional diagram in FIG. 2.

Изменению входного угла в пределах Д iX 0-360 на входах преобраэова тел  соответствуют 16 комбинаций дво/Ичного рефлеквного 4-разр дного кода (Гре ). Снижение перепада напр жений на входах сумматоров 1, вызванного разбросом магниточувствительности магнитодиодов Зц и Зз, 3 и 3g, 3 и 3 г одновременно наход гаихс  в магнитном поле с индукцией в, обеспечиваетс  соответствующим выбором величины сопротивлени  резисторов 6.The variation of the input angle within D iX 0–360 at the inputs of the transform body corresponds to 16 combinations of a double / egg reflective 4-digit code (Gre). Reducing the voltage drop at the inputs of adders 1, caused by the spread of the magnetosensitivity of the 3d and 3h, 3 and 3g, 3g and 3g magnetic diodes, being simultaneously found in a magnetic field with induction in, is provided by an appropriate choice of the resistance value of the resistors 6.

На фиг.4 видно, что перепад напр жений между рабочими точками h и увеличиваетс  с увеличением сопротивлени  резисторов 6, ас уменьшением уменьшаетс . Однако чрезмерно малые величины сопротивлени  резисторов 6 нар ду с выравниванием суммарных ВЛХ ои Fуменьшают абсолютнйе значени  напр жений на резисторах б и ухудщгиот услови  насыщени  ключей 5. Следовательно , оптимальна  величина сопротивлений резисторов 6, обеспечивающа  уменьшение перепада напр жений в .рабочих точках в . раза по сравнению с разбросом напр жений на магнитодиодах 3, обусловленным разной магниточувствительностью их, определ етс  соотнсннением, полученным экспериментальным путем:In Fig. 4, it can be seen that the voltage drop between operating points h and increases with increasing resistance of resistors 6, and decreases with decreasing. However, excessively small resistance values of resistors 6, along with alignment of total VLH and F, reduce the absolute values of the voltages on the resistors b and the deterioration of the saturation condition of the keys 5. Therefore, the optimal value of the resistances of the resistors 6 reduces the drop in voltage at working points. times compared with the voltage spread on the magnetic diodes 3, due to their different magnetosensitivity, is determined by the ratio obtained experimentally:

Or5ia iR i,, UolOr5ia iR i ,, Uol

1«Х1 "X

-сток стабилизатора 4 тогде ка,-stock stabilizer 4 then,

-ток, протекающий по реЧ зистору 6 при открытом ключе 5,-current flowing through the recistohistor 6 with an open key 5,

максимальный ток магнитодиода 3 в точке Uyj при индукции в В (на фиг.4 это точки г и ъ). На фиг.4 приведены реальные ВАХ МД типа КД304 В, сн тые при наихудших дл  работы магнитодиодов 3 услови х эксплуатации, характерных дл  объектов в полевых услови х на открытых оросительных системах . Один из магнитодиодов 3, ВАХ которого представлены кривыми при В в и D при Bg ОЗТл, и при t +65 С имеют вольтовую магниточувствительt oc ъ „ 11,66, а другой (кривые G и F) -имеет магниточувствительност Уд, 26,бб, при этом отношение магниточувствительностей их равно Jf«,/Jfкм 2,2. Из фиг.4 также видно, что перепад напр жений на магнитодиодах на уровне 1.1,5 мА (точки d и f) равен 2,35 В. Разность напр жений, приложенна  к входам сумматора в устройстве-прототипе, напр жение срабатывани  которого равно 2Ug, транзисторов сравнени , приводит к ложной информации на выходе преобра эовател . Это в свою очередь приводит к необходимости сужени  диапазона изменени  напр жени  дистанционного питани  преобразователей и, соответст венно, ограничению диапазона рассто ний размещени  преобразователей на объектах от контролируемого пункта телемеханики. Таким образом , дл  устройства-прототипа диапазон изменени  напр жени  питани  ;находитс  в пределах 1,2 В (точки d и п) что составл ет tC 6-7)% от номинального значени , В предлагаемом устройстве перепад напр жений на магнитодйодах умень|шен до 1 В (точки h и -) , причем разность напр жений, приложенна  к входам сумматора 7, составл ет всего 0,7-0,8 В, что в 3-4 раза меньше напр жени  срабатывани . Как видно на фиг.4, преобразователь устойчиво работает в широком диапазонеизменени  напр жени  дистанционного питани  от Чи.;«-б,3 В до „„0,10,3 В, пр.и это колебани  &Е составл ют ±(24-25)% от среднего значени , что в 3-4 р&эа расшир ет диапазон изменени  дальности раположени  преобразователейот контролируемого пункта, осущеетвл ющёго сбор информации, при дистанци онном питании группы рассредоточенных объектов. Включение параллельно считывающим магнитодиодом 3 дополнительных ключе с активной нагрузкой улучшает равномерность квантовани  при заданной разрешающей способности, т.е. улучша ет метрологические характеристики преобразовател . Действительно, в устройстве-прототипе перепад напр же ний на входах сумматоров, определ емый разбросом и(), входит с разным знаком в зависимости от направле ни  вращени , т.е. от последователькости , в которой магнитодиоды, напри мер 3 и 3, вход т в рабочий зазор индукцией В л. Следовательно, абсолют ной величине приращени  угла/Лл/ соо ветствуют различные абсолютные знача ни  перепада напр жений на входах :сумматоров. Измеренна  в устройствепрототипе погрешность квантовани  равна +7 при величине кванта 22,5 , ;В предлагаемом устройстве ключи 5 всегда заперты отрицательным потенциалом (в случае ), что видно из .4, где ВАХ МД при расположеры слвЕГа от линии смещени  Н,. причем не зависит от направлени  вращений , а зависит от приращени  индукции ДВ. Следовательно, напр жение на входах сумматора 7 в предлагаемом пре образователе равно либо падению напр  женн  на резисторе 6, либо перепаду (Напр жений в случае, когда оба магнитодиода 3 наход тс  в магнитном поле, при этом величина тока резисторов 6 ключей 5) не зависит от направлени  вращени . Отсюда погрешность кванто- ,Ёани  в предлагаемом преобразователе посто нна, а -величина ее, дл  одних и тех же условий и магнитодиодов в два раза меньше и составл ет ±.3%. Другим техническим преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  иоэможность применени  твердотельно1:| технологии производства и микросхем ного исполнени  электрической преобразовател , поскольку в приведенной схеме отсутствуют полевые транзисторы, а используютс  лишь бипол рные транзисторы и резисторы, величины сопротивлений которых не превышают 8-10 кОм, что также соответствует требовани м твердотельной технологии производства микросхем. Действительно, как видно из схемы, приведенной на фиг.3, стабилизаторы 4 тока выполнены на парных бипол рных транзисторах, базы которых через резисторы подключены к одному общему стабилитрону 12, пр мое напр жение которого на 0,1 В превьиаает напр жение Ug транзисторов 13. Кроме того (фиг.З), дл  формировани  сигналов в разр дах 2 в случа х, когда магнитодиоды Зд. или 3g наход тс  в магнитном поле с индукцией Bg, дополнительного источника опорного напр жени  не требуетс . В устройстве-прототипе в качестве такого источника используетс  магнитодиод и стабилизатор тока, выполненный на полевом транзисторе КПЗОЗ В, в истоковой цепи которого включен переменный резистор типа СП5-2, служащий дл  выбора оптимальной рабочей точки на ВАХ МД, обеспечивающей.срабатывание одного, двух, а в случае двухотсчетного преобразовател  и трех инверторов Преимуществами предлагаемого преобразовател   вл ютс  следук цие: надежность работы устройства в широком диапазоне изменени  температуры окружающей среды до  ,ах и напр жени  дистанционного питани  АВц ±25% что позвол ет располагать преобразователи на объектах измерени  параметров, удаленных на различные рассто ни  (до 1 км) от контролируемого пункта без дополнительной устаНОНКИ стабилизаторов напр жени  на каждом преобразователе, в 2,33 раза меньше погрешность квантовани , возможность производства считывающих узлов наиболее прогрессивным способом на основе твердотельной технологии производства микросхем. the maximum current of the magnetic diode 3 at the point Uyj with induction in B (in figure 4 these are points g and b). Figure 4 shows the real I – V characteristics of the MD type KD304 V, taken under the worst 3 operating conditions for the magnetic diodes, characteristic of objects in field conditions on open irrigation systems. One of the magnetic diodes 3, whose CVCs are represented by curves at В в and D at Bg ОЗТл, and at t +65 С have a volt-type magnetosensitive oc ъ 11.66, and the other (curves G and F) has magnetosensitivity Ud, 26, bb , while the ratio of their magnetosensitivity is Jf «, / Jfkm 2.2. It is also seen from Fig. 4 that the voltage drop across the magnetic diodes at the level of 1.1.5 mA (points d and f) is 2.35 V. The voltage difference applied to the inputs of the adder in the prototype device, the operation voltage of which is 2Ug , comparison transistors, leads to false information at the output of the converter. This, in turn, leads to the necessity of narrowing the range of voltage variation of the remote power supply to the transducers and, accordingly, limiting the range of the distance between the transducers on the objects from the monitored telemechanic center. Thus, for the prototype device, the range of voltage supply voltage is within 1.2 V (points d and p) which is tC 6-7)% of the nominal value. In the proposed device the voltage drop across the magnetodiodes is reduced to 1 V (points h and -), with the voltage difference applied to the inputs of the adder 7 being only 0.7-0.8 V, which is 3-4 times less than the response voltage. As can be seen in Fig. 4, the converter operates steadily over a wide range of voltage variation of the remote power supply from Chi. "- b, 3 V to" 0.10.3 V, and this fluctuations & E are ± (24 -25)% of the average value, which by 3-4 p & Ea expands the range of variation of the range of transducers from the controlled point, collects information, with remote power supply of a group of distributed objects. The inclusion of an additional key with an active load in parallel with the readout magnetic diode 3 improves the quantization uniformity at a given resolution, i.e. improves metrological characteristics of the converter. Indeed, in the prototype device, the difference in voltage at the inputs of the adders, determined by the spread and (), comes in with a different sign depending on the direction of rotation, i.e. from the sequence in which the magnetodiodes, for example, 3 and 3, enter the working gap by induction B l. Consequently, the absolute value of the increment of the angle / Ll / corresponds to different absolute values of the voltage drop at the inputs: adders. The quantization error measured in the device prototype is equal to +7 when the quantum value is 22.5,; In the proposed device, the keys 5 are always locked with a negative potential (in the case), as can be seen from .4, where the current – voltage characteristic is at the positioner slvEGa from the offset line H ,. moreover, it does not depend on the direction of rotation, but depends on the increment in the induction of the DW. Consequently, the voltage at the inputs of the adder 7 in the proposed converter is equal to either the voltage drop across the resistor 6 or the differential (voltages in the case when both the magnetodiode 3 are in a magnetic field, while the current value of the resistors 6 keys 5) does not depend on from the direction of rotation. Hence, the quantum error, Yoani, in the proposed converter is constant, and its magnitude, for the same conditions and magnetic diodes, is two times smaller and amounts to ± .3%. Another technical advantage of the proposed device is its ability to use solid-state 1: | production technologies and microcircuit versions of an electric converter, since in the above scheme there are no field-effect transistors, but only bipolar transistors and resistors are used, the resistance values of which do not exceed 8-10 kΩ, which also meets the requirements of the solid-state technology for the production of microchips. Indeed, as can be seen from the circuit shown in Fig. 3, current stabilizers 4 are made on paired bipolar transistors, the bases of which through resistors are connected to one common Zener diode 12, whose direct voltage by 0.1 V exceeds the voltage Ug of transistors 13 In addition (Fig. 3), to generate signals in bits 2 in cases where the magnetodiodes are in rear. or 3g are in a magnetic field with induction Bg, no additional source of voltage is required. The prototype device uses such a source as a magnetic diode and a current stabilizer made on a CEPA B field-effect transistor, in the source circuit of which a variable resistor of type SP5-2 is used, which serves to select the optimum operating point on the VAX MD, providing one, two, and in the case of a two-digit converter and three inverters, the advantages of the proposed converter are the following: the reliability of the device operation over a wide range of ambient temperature variations up to, oh and for example AVts ± 25% remote power supply, which makes it possible to locate the transducers at the objects of measurement of parameters remote at different distances (up to 1 km) from the controlled point without additional installation of voltage stabilizers on each converter, is 2.33 times smaller than the quantization error production of reading nodes in the most progressive way on the basis of the solid-state production technology of microcircuits.

сэНSen

ibdbdb«ibiiib{ibdbdb "ibiiib {

Claims (3)

‘ 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА‘1. ANGLE CONVERTER ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий кодовые элементы, выполненные в виде магнитопроводов с источником магнитного потока, в зазорах магнитопроводов установлены объединенные в группы магнитодиоды, первый и второй сумматоры по модулю два, выходы которых соединены с входами расширителя импульсов, выход которого соединен с первым выходом преобразователя, третий сумматор по модулю два, первый инвертор, выход которого соединен с вторым выходом преобразователя, о т · личающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и технологичности изготовления пре- образователя, в него введены второйj и третий инверторы, первый и второй источники опорного напряжения и восемь формирователей импульсов, а в каждой группе магнитодиодов первый и второй магнитодиоды соединены через первый и второй формирователи импульсов с первым и вторым входами первого сумматора по модулю два, третей и четвертый магнитодиоды соединены через третий и четвертый формирователи импульсов с первым и вторым входами второго сумматора по модулю два, пятый и шестой магнитодиоды соединены через пятый и шестой формирователи импульсов с первым и вторым входа ми третьего сумматора по модулю два, выход которого соединен через второй инвертор с третьим выходом преобразо вателя, седьмой и восьмой магнитодиоды соединены через седьмой и восьмой ; формирователи импульсов с входами первого и третьего инверторов, выход третьего инвертора соединен с четвертым выходом преобразователя, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены с первым и. вторым управ ляющими входами формирователей импульсов.SHAFT TURN INTO A CODE containing code elements made in the form of magnetic cores with a magnetic flux source, in the gaps of the magnetic cores there are installed magnetodiodes in groups, the first and second adders are modulo two, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse expander, the output of which is connected to the first output of the converter , the third adder modulo two, the first inverter, the output of which is connected to the second output of the Converter, ot · characterized in that, in order to improve reliability and manufacturability made transformer, the second j and third inverters, the first and second voltage sources and eight pulse shapers are introduced into it, and in each group of magnetodiodes the first and second magnetodiodes are connected through the first and second pulse shapers with the first and second inputs of the first adder modulo two , the third and fourth magnetodiodes are connected through the third and fourth pulse shapers to the first and second inputs of the second adder modulo two, the fifth and sixth magnetodiodes are connected through the fifth and sixth pulse converters with first and second inputs of the third adder are modulo two, the output of which is connected through the second inverter to the third output of the converter, the seventh and eighth magnetodiodes are connected through the seventh and eighth; pulse shapers with inputs of the first and third inverters, the output of the third inverter is connected to the fourth output of the converter, the outputs of the first and second sources of reference voltage are connected to the first and. second control inputs of pulse shapers. аз» си)1080176az "si) 1080176 2. Преобразователь по п.1, о т л ичающийся тем, что формирователь импульсов выполнен в виде после- . довательно включенных стабилизатора, тока, ключа и резистора, выход стабилизатора тока соединен с входом форми рователя импульсов, а выход ключа с выходом формирователя импульсов, управляющие входы стабилизатора тока и ключа соединены с первым и вторым управляющими входами формирователя импульсов, вход стабилизатора тока является входом питания формирователя .импульсов.2. The converter according to claim 1, wherein the pulse shaper is made in the form of after-. of the stabilizer, current, key, and resistor included, the output of the current stabilizer is connected to the input of the pulse shaper, and the output of the key to the output of the pulse shaper, the control inputs of the current stabilizer and the key are connected to the first and second control inputs of the pulse shaper, the input of the current stabilizer is the power input shaper. pulses. 3. Преобразователь по п.2, о т лич ающийс я тем, что стабилизатор тока выполнен на парных биполярных транзисторах, базы которых соединены через резисторы с управляющим входом стабилизатора тока, эмит теры соединенье с входом стабилизатора тока, а коллекторы - с выходом стабилизатора тока.3. The converter according to claim 2, characterized in that the current stabilizer is made on paired bipolar transistors, the bases of which are connected through resistors to the control input of the current stabilizer, the emitter is connected to the input of the current stabilizer, and the collectors are connected to the output of the current stabilizer .