SU523110A1 - Angular displacement transducer to code - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД(54) ANGULAR TRANSFER CONVERTER TO CODE

Предлагаемое устройство относитс  к преобразовател м угловых перемещений в цифровой код и может быть использовано в измерительной технике и автоматике.The proposed device relates to converters of angular movements into a digital code and can be used in measurement technology and automation.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий поворотный фазовращатель-датчик , последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и усилитель-формирователь , выход которого подключен к входу поворотного фазовращател датчика , и логическую схему обработки сигналов с датчика 1.Known Converter angle of rotation of the shaft in the code that contains the rotary phase shifter-sensor, serially connected pulse generator, frequency divider and amplifier-shaper, the output of which is connected to the input of the rotary phase shifter of the sensor, and the logic circuit of the signal processing from the sensor 1.

В таком преобразователе фазовый сдвиг между опорным сигналом, поступающим на вход фазовращател , и измер емым синусоидальным сигналом, возникающим на выходе фазовращател , преобразуетс  во временной интервал с последующим его измерением во врем -импульсном кодирующем блоке с помощью импульсов эталонной частоты. Однако известный преобразователь отличаетс  недостаточной точностью работы.In such a converter, the phase shift between the reference signal fed to the input of the phase shifter and the measured sinusoidal signal produced by the output of the phase shifter is converted into a time interval and then measured during a time-pulse coding unit using pulses of the reference frequency. However, the known converter is characterized by insufficient accuracy of operation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, генератор импульсов, подключенный к входу делител  частоты, счетчик, вентиль и блок пам ти 2.The closest in technical essence to the proposed device is a shaft rotation angle converter into a code comprising a phase shifter, the output of which is connected to the first input of the phase detector, a pulse generator connected to the input of a frequency divider, a counter, a valve and a memory block 2.

Это устройство также не обеспечивает достаточно высокой точности.This device also does not provide a sufficiently high accuracy.

Цель изобретени  - повышение точности работы устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

Это достигаетс  тем, что в устройство введены фазосдвигающий блок, пороговый элемент , ключи, дифференциальный усилитель, пиковые детекторы и усилители-формирователи . Вход первого усилител -формировател This is achieved by introducing a phase-shifting unit, a threshold element, keys, a differential amplifier, peak detectors, and driver amplifiers into the device. Input of the first amplifier maker

подключен к выходу делител  частоты, а выход непосредственно - к входу фазовращател  и через пороговый элемент к первому входу счетчика. Выход генератора импульсов соединен с вторым входом счетчика и с первымиconnected to the output of the frequency divider, and the output directly to the input of the phase shifter and through the threshold element to the first input of the counter. The output of the pulse generator is connected to the second input of the counter and the first

входами ключей, выходы которых через пиковые детекторы подключены к входам дифференциального усилител , а выход последнего - с первым входом фазосдвигающего блока, выходом св занного с третьим входомthe inputs of the keys, the outputs of which through the peak detectors are connected to the inputs of the differential amplifier, and the output of the latter with the first input of the phase-shifting unit connected to the third input

Claims (2)

счетчика и вторым входом фазового детектора . Выход фазового детектора подключен к вторым входам ключей, выход фазовращател  через второй усилитель-формирователь - к второму входу фазосдвигающего блока. pa 4 импульсов, a выход k первому входу фазового детектора 5, соединенного с первыми входами разнопол рных ключей 6, 7, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы через однопол рные ииковые детекторы 8, 9 - к входам дифференциального усилител  10. Выход усилител  св зан с первым входом фазосдвигающего блока 11, второй вход которого через избирательный усилитель-формирователь 12 подключен к выходу фазовраш,ател , а выходы фазосдвигающего блока - с вторым входом фазового детектора 5 и с одним входом счетчика 13, другие входы которого подключены соответственно к выходу генератора 4 импульсов и через пороговый элемент 14 к выходу усилител -формировател  2. Работает преобразователь угловых неремеа1 ,ений в код следующим образом. Поворотный фазовращатель-датчик 1 запитываетс  от усилител -формировател  2 опорным синусоидальным сигналом, который поступает также на вход порогового элемента 14. Выходной сигнал новоротного фазовращател  1 подаетс  на вход избирательного усилител -формировател  12 и на первый вход фазового детектора 5, на второй вход которого проходит сигнал с выхода фазосдвигающего блока И. На вход фазосдвигающего блока поступает сигнал, снимаемый с выхода избирательного усилител -формировател  12. Выходной сигнал фазосдвигающего блока 11 и сигнал с выхода порогового элемента 14 поступают соответственно на первые входы счетчика 13, на третий вход которого попадают импульсы высокой частоты генератора 4. На выходе счетчика 13 формируетс  код, эквивалентный разности фаз между опорным сигналом и выходным сигналом с фазосдвигающего блока. Выходные сигналы с фазовращател  1 и с фазосдвигающего блока 11 сравниваютс  в фазовом детекторе 5 по фазе. Выходной сигнал фазового детектора поступает на управл ющие входы ключей 6, 7, а на сигнальные входы ключей 6, 7 подаютс  импульсы высокой частоты от генератора 4. Пиковые детекторы 8 или 9 зар жаютс  до определенной амплитуды от выходных импульсов ключей 6, 7. Амплитуды выходных сигналов пиковых детекторов 8, 9 в дифференциальном усилителе 10 вычитаютс , а полученный разностный сигнал поступает на управл ющий вход фазосдвигающего блока 11. При по влении фазовой погрешности в цепи формировани  полезного сигнала, обусловленной фазовой нестабильностью избирательного усилител -формировател  12 или фазосдвигающего блока 11, на выходе фазового детектора 5 возникает сигнал рассогласовани  положительной или отрицательной пол рности. ключей (6 или 7). Через открытый ключ, Мапример 6, проход т импульсы от генератора 4 на вход соответствующего пикового детектора 8. Пиковый детектор начинает по определенному закону зар жатьс , и на его выходе по вл етс  увеличивающийс  сигнал посто нного тока. Этот сигнал поступает через дифференциальный усилитель 10 на управл ющий вход фазосдвигающего блока 11, в результате чего измен етс  фазовый сдвиг до тех пор, пока фазова  погрещность не будет скомпенсирована , а сигнал рассогласовани  не станет равным нулю. Ключ 6 закрываетс , и пиковый детектор 8 запоминает на некоторое вре.м  управл ющее напр жение, при котором выполи етс  равенство сигналов. При из.менении равенства сигналов, например , за счет утечки напр жени  пикового детектора возникает сигнал рассогласовани , который с помощью соответствующего ключа подзар жает пиковый детектор, а следовательно , и восстанавливает указанное равенство сигналов. Таким образом, в предлагаемом, преобразователе отсутствует фазова  погрешность измерительного канала и обеспечиваетс  высока  точность преобразовани  в статике за счет исключени  вли ни  фазовой нестабильности частотно-зависимых элементов цепи формировани  полезного сигнала на точность преобразовани  и благодар  уменьшению вли ни  фазовой погрешности в цепи формировани  полезного сигнала при изменении частоты сигнала датчика на точность преобразовани . Формула изобретени  Преобразователь угловых перемещений в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, генератор импульсов, подключенный к входу делител  частоты, и счетчик, о тл и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности работы устройства, в него введены фазосдвигающий блок, пороговый элемент , ключи, дифференциальный усилитель, пиковые детекторы и усилители-формирователи , причем вход первого усилител -формировател  соединен с выходом делител  частоты , а выход непосредственно подключен к входу фазовращател  и через пороговый элемент к первому входу счетчика, выход генератора импульсов соединен с вторым входом счетчика и с первыми входами ключей, выходы которых через пиковые детекторы подключены к входам дифференциального усилител , выход которого соединен с первым входом фазосдвигающего блока, выход которого подключен к третьему входу счетчика и к второму входу фазового детектора, выход которого соединен с вторыми входами ключей, выход фазовращател  через второй усилитель-формирователь подключен к второму входу фазосдвигающего блока.counter and the second input of the phase detector. The output of the phase detector is connected to the second inputs of the keys, the output of the phase shifter through the second amplifier-shaper is connected to the second input of the phase-shifting unit. pa 4 pulses, and output k to the first input of the phase detector 5 connected to the first inputs of keys of different polarities 6, 7, the second inputs of which are connected to the output of the pulse generator, and the outputs through unipolar detectors 8, 9 to the inputs of the differential amplifier 10. The output of the amplifier is connected to the first input of the phase-shifting unit 11, the second input of which is connected to the phaser-power input through the selective amplifier-driver 12, and the output of the phase-shifting unit to the second input of the phase detector 5 and one input of the counter 13, others the inputs of which are connected respectively to the output of the generator of 4 pulses and through the threshold element 14 to the output of the amplifier maker 2. The converter of angular interferences, code, works as follows. The rotary phase shifter-sensor 1 is fed from the amplifier-driver 2 by a reference sinusoidal signal, which also goes to the input of the threshold element 14. The output signal of the rotary phase-shifter 1 is fed to the input of the selective amplifier-amplifier 12 and to the first input of the phase detector 5, to the second input of which passes the signal from the output of the phase-shifting unit I. The signal taken from the output of the selective shaping amplifier 12 is fed to the input of the phase-shifting unit. The output signal of the phase-shifting unit 11 and the signal from the output of the threshold element 14, respectively, are fed to the first inputs of the counter 13, the third input of which receives the high frequency pulses of the generator 4. The output of the counter 13 forms a code equivalent to the phase difference between the reference signal and the output signal from the phase-shifting unit. The output signals from phase shifter 1 and from phase shifter unit 11 are compared in phase detector 5 to phase. The output signal of the phase detector is fed to the control inputs of keys 6, 7, and the signal inputs of keys 6, 7 are fed with high frequency pulses from generator 4. Peak detectors 8 or 9 are charged to a certain amplitude from output pulses of keys 6, 7. Amplitudes of output The signals of the peak detectors 8, 9 in the differential amplifier 10 are subtracted, and the resulting difference signal is fed to the control input of the phase-shifting unit 11. When a phase error occurs in the circuit of the formation of the useful signal due to the phase Because of the selectivity of the selective amplifier -former 12 or the phase-shifting unit 11, the output signal of the phase detector 5 produces a mismatch signal of positive or negative polarity. keys (6 or 7). A public key, Example 6, passes pulses from the generator 4 to the input of the corresponding peak detector 8. The peak detector begins to charge according to a certain law, and an increasing DC signal appears at its output. This signal is supplied through the differential amplifier 10 to the control input of the phase-shifting unit 11, as a result of which the phase shift is changed until the phase error is compensated and the error signal becomes zero. The key 6 is closed, and the peak detector 8 memorizes for some time the control voltage at which the signals are equal. When the equality of signals changes, for example, due to a leakage of the voltage of the peak detector, a mismatch signal arises, which with the help of the corresponding key charges the peak detector and, therefore, restores the indicated equality of signals. Thus, in the proposed converter, the phase error of the measuring channel is absent and the conversion in statics is highly accurate by eliminating the phase instability of the frequency-dependent elements of the useful signal forming circuit on the conversion accuracy and by reducing the influence of the phase error in the useful signal forming circuit changing the frequency of the sensor signal for conversion accuracy. The invention of the Converter of angular movements in the code containing the phase shifter, the output of which is connected to the first input of the phase detector, a pulse generator connected to the input of the frequency divider, and a counter, o tl and ch and, in order to improve accuracy device operation, phase shifting unit, threshold element, keys, differential amplifier, peak detectors and driver amplifiers are entered into it, the input of the first amplifier-former is connected to the output of the frequency splitter, and the output is directly connected to the input of the phase shifter and through the threshold element to the first input of the counter, the output of the pulse generator is connected to the second input of the counter and to the first inputs of the keys, the outputs of which through the peak detectors are connected to the inputs of the differential amplifier whose output is connected to the first input of the phase-shifting unit whose output is connected to the third input of the counter and to the second input of the phase detector, the output of which is connected to the second inputs of the keys, the output of the phase shifter through the second amplifier-shaper is connected to the second th input phase shifting unit. i. Зверев A. E. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, «Энерги , Л., 1974, стр. 154.i. Zverev A. E. and others. Angular displacement transducers into a digital code, “Energie, L., 1974, p. 154. 2. Зверев А. Ё. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, «Энерги , Л., 1974, стр. 79 (прототип).2. Zverev A.Yo. and others. Angular displacement transducers into a digital code, “Energia, L., 1974, p. 79 (prototype). ..