Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес убл

«»3003122 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23 ° 11. 81 . (21) 3359963/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 070333. Бюллетень ¹ 9

Р М g+ з

Ci 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий () УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 07.03.83 (71.) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для свяэи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной.

Известен преобразователь, содержащий фаэовращатель, входы и выходы которого через нуль-органы подключены к установочным входам триггеров, выходы триггеров подключены к управляющим входам элементов И, другие входы которых непосредственно и через элементы задержки подключены к генератору импульсов, выходы элементов И через элемент ИЛИ подключены к счетчику импульсов (11.

Недостатком данного преобразователя являются погрешности, вызванные температурными и временными нестабильностями срабатывания нуль-ар ганов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержащий СКВТ, работающий в режиме фазовращателя с двухфазным 1титанием, переключатель, два нуль;органа, две схемы совпаде-. ния, два триггера, логическую схему, счетчик, генераторы импульсов и,синусоидального двухфазного напря ження и блок управления 2 ).

Достоинством прототипа является возможность получения большой точ« ности при малых. скоростях вращения вала путем исключения влияний температурных и временных погрешностей нуль-органов. Недостатками прототипа являются наличие большого времени преобразования, равного четырем периодам опорного напряжения, и большой динамической погрешности.

Время преобразования, равное четырем периодам опорного напряжения, обусловлено последовательным преобразованием информации от каждой иэ вторичных обмоток фазовращателя.

Цель изобретения — повьввение быстродействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращателя подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена .к одной иэ . первичных обмоток фаэовращателя, другая первичная обмотка фазовращателя подключена к первому выходу ге1003122 нератора синусоидального двухфазно- го напряжения, второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока-управления, выходы блока управления соединены с соответствующими входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другими входами элементов И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напряжения, введены сум- 15 матор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом 20 второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом пер- 25 вого счетчика.

На фиг. 1 показана гтруктурная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу. 30

Преобразователь содержит фазовращатель 1, генератор 2 синусоидального двухфазного напряжения, генератор 3 импульсов, блок 4 управления, переключатель 5, нуль-органы б и 7, элементы H 8-11, триггеры 12 и 13, счет- чики 14,сумматор 15 и счетчик 16.

В первом положении переключателя

5 к нуль-органам б и 7 присоединен опорный выход генератора 2, во втором положении - соответствующие вторичные обмотки фазовращателя 1.

Выход элемента И 8 присоединен к единичному входу триггера 12, а выход элемента И 9 присоединен к нулевому входу этого триггера.

Выход элемента И 10 присоединен к единичному входу триггера 13, а выход элемента И 11 — к нулевому входу этого триггера. Входы сбросов триггеров 12 и 13 соединейы вместе и при- 50 соединены к блоку 4 управления.

Выход триггера 12 присоединен к управляющему входу и -разрядного счетчика 14, а выход триггера 13 — к управляющему входу и-разрядного 55 счетчика 16.

Счетные входы счетчиков 14 и 16 соединены вместе и подключены к выходу генератора 3 импульсов. Входы сбросов счетчиков соединены вместе и при- 60 соединены к блоку 4 управления.

Цикл кодирования угла занимает два периода выходного напряжения генератора 2. С этого генератора снимаются два синусоидальных напряжения и ц и 65

И6, сдвинутые между собой по фазе на

90О. Частота этих напряжений в 2 .и раза меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3.

Выходные напряжения Ис, и Иб генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя 1. Фазы напряжений на вторичных синусной и косинусной обмотках фазовращателя зависят оТ угла поворота ротора фазовращателя. Напряжение, снимаемое с вторичной косицусной обмотки, опережает по фазе напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки, на 90 . Одно из выходных напряжений генератора 2

И принято за опорное и подано на блок 4 управления, на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов.

Блок управления может быть выполнен, например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжением

И с точностью одного или несколькйх периодов генератора 3 импульсов. На выходе блока 4 управления формируются сигнал переключения

ИВ(фиг. 2), сигнал включения опорных импульсов И, сигнал включения рабо- чих импульсов И и сигнал сброса

И . Сигнал включения опорных импульсов Иг перекрывает по длительности момент положительного перехода через ноль опорного напряжения

Ис. Сигнал И подается в начале первого периода опорного напряжения И .

Сигнал И принимает состояние "1" по окончании сигнала И, и "0" по окончании сигнала Ид. Сигнал включения рабочих импульсов И, перекрывает по дли тель нос ти в торой период опорного напряжения И . Перед сигналом включения опорнйх импульсов И„ подается импульс сброса счетчиков И . В исходном состоянии сигнал переключения И> равен нулю и на входы нуль-органов 6 и 7 через переключатель 5 поступает опорное напряжение И .

В момент положительного перехода этого напряжения через ноль на выходе нуль-органов возникают импульсы, называемые опорными. При совпаденни этих импульсов с сигналом включения опорных импульсов И на выходах элементов И 8 и 10 появляются импульсы И,„ и И, соответственно, которые устанавливают триггеры 12 и 13 в состояние "1". При этом на управляющие входы счетчиков

14 и 16 поступают сигналы разрешения счета ИЗ и Ий, импульсы с генератора 3 имйульсов начинают заполнять счетчики. В первом периоде опорного напряжения И сигнал пере1003122

50 ключения И принимает состояние "1" в ,и переключатель 5 переводится во второе положение, при котором к выходам. нуль-органов подключаются соответствующие вторичные обмотки фазовраща. теля. Фазы М„и Ч2 напряжений И„и

Ио измеренные относительно опорного напряжения И зависят от угла поворота ротора фазовращателя. В моменты положительного перехода через ноль напряжений вторичных обмоток фазовра-1О щателя на выходах нуль-органов 6 и 7 возникают импульсы, называемые рабочмми. Временные сдвиги t и t2 этих импульсов относительно момента перехода. через ноль опорного напряжения

И пропорциональны фазам Ч„ и напряжения на вторичных обмотках фазоврацателя . При совпадении рабочих импульсов с сигналом включения рабочих импульсов И на выходах элементов20

И 9 и 11 появляются импульсы И А и И, устанавливающие триггеры 12 и 13 в положение "0" соответственно. При этом на управляюцих входах счетчиков 14 и 16 прекращаются сигналы 25 разрешения счета и счет импульсов от генератора 3 импульсов счетчиками заканчивается. Коды в счетчиках 14 и 16, накопленные к этим моментам времени, пропорциональны временными 3Q интервалами,, и t> между опорными и рабочими имйульсами, а следовательно, и фазовым сдвигам Ч., и напряжения вторичных обмоток. Код на выходе сумматора 15 после окончания кодирования пропорционален 1+ 2 = 2 ., + 2 и соответственно углу поворота ротора фазовращателя 1.

Таким образом, преобразователь, сохраняя все положительные качества 4О прототипа, имеет преимущество — меньшую длительность цикла преобразования информации, составляющего только два периода опорного напряжения.

Уменьшение времени преобразования по сравнению с прототипом полу- 4> чено путем одновременного преобразования информации от каждой из вторичных обмоток фаэовращателя.

В результате использования предлагаемого преобразователя для преобразования углов поворота ротора датчика типа СКВТ, расположенного на вращающемся валу, ошибки преобразов ания, связанные со скоростью вращения вала, уменьшены в два раза по сравнению с аналогичными ошибками, возникающими при использовании преобразователя-прототипа.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фаэовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращения подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена к одной из первичных обмоток фазовращателя, другая первичная обмотка фаэовращателя подключена к первому выходу генератора синусоидального двухфазного напряжения,. второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока управления, выходы блока управления соединены с одними входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другимн входами элементов

И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нйго введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 594515, кл. С; 08 С 9/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

0 486340, кл. Q 08 С 9/04, 1973 (прототип ).

1003 122

1003122

Составитель Б. Барбараш редактор A. Ворович Техред: M.Êoøòóðà Корректор A . .Ференд

Заказ 1567/34 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4