Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности преобразователя путем компенсации фазового сдвига, вызванного старением конденсаторов фазосдвигающей цепи, введены фазосдвигающий блок, четвертый элемент И, второй счетчик и дешифратор. Выходные сигналы датчиков, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота, с помоалью коммутатора подключаются к входам фазосдвигающей RC-цепи, на выходе которой в первом цикле измерений формируется сигнал переменного тока, сдвинутый по фазе на угол, пропорциональный углу поворота вала датчика. Сдвиг по фазе преобразуется в код путем промежуточного преобразования во временной интервал, который заполняется импульсами высокочастотного генератора . Во втором цикле измерений производится перекрестное подключение выходов того же датчика к входам фаэосдвигающей RC-цепи, Тна выходе которой сигнал переменного тока сдвинут по фазе на угол, пропорциональный дополнению угла поворота датчика до 360 . Результат измерения формируется в счетчике в виде полуразности результатов преобразований в каждом цикле. В преобразователе предусмотрен режим коррекции инструментальной погрешности, вызванной старением конденсаторов фазосдвигающей цепи. В первом цикле коррекции на один вход фазосдвигаклцей цепи поступает сигнал переменного тока , а на другой - нулевой сигнал. Во втором цикле коррекции производится перекрестное подключение зтих сигналов к входам фазосдвигающей RC-цепи. Результирующий код двух циклов коррекции фиксируется во втором счетчике, при отклонении кода которого в конце двух циклов коррекции от номинального значения срабатыва- , ют ключи, подключая дополиительные конденсаторы фазосдвигающего блока для компенсации инструментальной погрешности фазосдвигающей RC-цепи. 2 з.п. ф-лы, I ил. (Л с § to ьо О5 Ot) о СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 M 1/46

ОписАние изОБРетение1

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3687774/24-24 (22) 05.01.84 (46) 23.04.86. Бюл. ¹ 15 (72) Г.И.Курахтанов, И.И.Румянцев, В.И.Синюгин и В.Ф.Тараев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 407367, кл. G 08 С 9/00, 1971.

Авторское свидетельство- СССР № 607249, кл. G 08 С 9/04, 1974. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

С целью повышения точности преобразователя путем компенсации фазового сдвига, вызванного старением конденсаторов фазосдвигающей цепи, введены фазосдвигающий блок, четвертый элемент И, второй счетчик и дешифратор.

Выходные сигналы датчиков, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота, с помощью коммутатора подключаются к входам фазосдвигающей RC-цепи, на выходе которой в первом цикле измерений формируется сигнал переменного тока, сдвинутый по фазе на угол, пропорциональный углу поворота вала датчика.

Сдвиг по фазе преобразуется в код пу„„SU„„1226665 A тем промежуточного преобразования во временной интервал, который заполняется импульсами высокочастотного генератора. Во втором цикле измерений производится перекрестное подключение выходов того же датчика к входам фаэосдвигающей RC-цепи, на выходе которой сигнал переменного тока сдви. нут по фазе на угол, пропорциональный дополнению угла поворота датчиО ка до 360 . Результат измерения формируется в счетчике в виде полураэности результатов преобразований в каждом цикле. В преобразователе предусмотрен режим коррекции инструментальной погрешности, вызванной старением конденсаторов фазосдвигающей цепи. В первом цикле коррекции на один вход фазосдвигающей цепи поступает сигнал переменного тока, а на другой — нулевой сигнал.

Во втором цикле коррекции производится перекрестное подключение этих сигналов к входам фазосдвигающей

RC-цепи. Результирующий код двух циклов коррекции фиксируется во втором счетчике, при отклонении кода ко торого в конце двух циклов коррекций от номинального значения. срабатывают ключи, подключая дополнительные конденсаторы фазосдвигающего блока для компенсации инструментальной погрешности фазосдвигающей RC-цепи.

2 s.ï. ф-лы, l ил.

1226665

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналого— вых источников информации с цифровым нычислительным устройством.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя путем компенсации фазового сдвига, вызванного ста— рением конденсаторов фазосдвигающей цепи.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 гармони. ческого напряжения, подключенный к датчикам 2 угла, выходы которых подключены к одним информационным гзходам коммутатора 3, гервый выход коммутатора 3 подключен к одному входу фазосдвигающей КС-цепи 4, выход которой через компаратор 5 подключен к информационным входам первого 6 и второго 7 элементов И выходы котоI рых подключены к установочным входам триггера 8, выход генератора 9 им— пульсов подключен к одному входу третьего элемента И 10, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 8, а выход подключен к информационному входу первого счетчика 11, блок 12 управления, первый ныход которого подключен к первому управляющему входу коммутатора 3, нторой и третий — к управляющим входам первого 6 и второго 7 элементов

И соответственно, а четвертый — к ус. тановочному входу первого счетчика

ll, фазосдвигающий блок 13, четвертый элемент И 14, второй счетчик 15 и дешифратор 16, выход третьего эле— мента И 10 подключен к информационному входу четвертого элемента И 14, управляющий вход которого является одним управляющим входом преобразователя, а выход подключен к входу второго счетчика 15, выход которого через дешифратор 16 подключен к управляющим входам фазосдвьгающего блока 13, информационный вход которого соединен с вторым выходом коммутатора 3, а выход подключен к другому входу фазосдвигающей RC-цепочки 4, выходы источника 1 гармонического напряжения подключены к другим информационньгм входам коммутатора 3, выход генератора 9 импульсов подключен к входу блока 12 управления, а группа управляющих входов коммутатора 3

5 !

О

40 является группой управляющих входов преобразователя.

Блок 12 управления содержит после- довательно соединенные счетчик 17, дешифратор 18 и распределитель 19 импульсов, выходы которого являются выходами блока 12 управления, а вход счетчика 17 является входом блока 12 управления.

Фазосдвигающий блок 13 содержит резистор 20, конденсатор 21 и группу из последовательно соединенных ключей. 22 и конденсаторов 23, один вывод резистора 20 является информационным входом фазосдвигающего бло— ка 13, другой вывод резистора 20 является выходом фазосдвигающего блока 13 и подключен к общей шине через конденсатор 21 и через группу из последовательно соединенных ключей 22 и конденсаторов 23, а управляющие входы ключей 22 являются управляющими входами фазосдвигающего блока 13.

Преобразователь работает в дна цикла,, а код, эквивалентный углу поворота, находится как полуразность результатон преобразований в каждом цикле.

В первом цикле сигналом от блока

l2 управления замыкаются ключи коммутатора 3 так, что на выходе цепи

4 формируется гармоническое напряжение, фаза которого пропорциональна, углу поворота выбранного коммутатором 3 датчика 2 угла. Сигналом по управляющему входу второго элемента

И 7 разрешается прохождение сигнала с выхода компаратора 5. Сигналом с компаратора 5 через второй элемент

И 7 триггер 8 устанавливается в поло жение, при котором через третий элемент И 10 с генератора 9 на вход счетч:-.,:à 11 начинают поступать импульсы высокой частоты.

Во втором цикле работы преобразователя: сигналом по управляющему входу с выхода блока 12 замыкаются ключи коммутатора 3 так, что на выходе цепи 4 формируется гармоническое напряжение, фаза которого пропорциональна дополнению угла поворота того о же датчика 2 до 360 . Сигнал по управляющему входу первого элемента

И 6 разрешает прохождение сигнала компаратора 5 на триггер 8. Триггер

8 устанавливается н положение, при котором импульсы с генератора 9 прекращают поступать на первый вход

3 l2 счетчика 11. После окончания обоих циклов преобразования результат фиксируется в счетчике 11. Таким образом осуществляется работа преобразователя в штатном режиме с датчиками 2.

Аналогично преобразователь работает и в режиме коррекции. При этом сигналом по управляющему входу коммутатора 3 к его информационным входам подключаются выходы источника 1 и разрешается поступление импульсов с выхода элемента 10 через элемент И 14 на вход счетчика 15, который устанавливается в исходное состояние только при включении питания на преобразователь. В нормальных условиях номиналы резистора 29 и конденсатора 21 подбираются такими, чтобы по окончании обоих циклов коррекции код в о счетчике 15 соответствовал углу 0 а все ключи 22 были разомкнуты.

Увеличение потерь в конденсаторе фазосдвигающей цепи 4, обусловленное его старением или воздействием внешних факторов, приводит к отклонению о кода в счетчике 15 от 0 . При отклонении кода в счетчике 15 на единицу (в сторону уменьшения) от значения 0 в конце цикла коррекции сиго налом по .соответствующему выходу дешифратора 16 замыкается ключ 22, которым к второму входу фазосдвигающей цепи 4 подключается конденсатор

23 наименьшей емкости C»„, При отклонении кода на две единицы посредством замыкания соответствующего ключа 22 подключается конденсатор 23 емкостью 2С „„. При отклонении кода на три единицы подключаются конденсаторы 23 емкостью С ц„ и 2С При отклонении кода на четыре единицы подключается конденсатор 23 емкостью

4С „„и т.д. Таким образом осуществляется автоматическая компенсация погрешности преобразования, вызванной углом потерь в конденсаторе фазосдвигающей цепи 4.

Для обеспечения помехоустойчивости преобразователя в режиме коррекции в первом цикле коррекции с выхода коммутатора 3 к входу фазосдвигающей цепи 4 подключается нулевое напряжение,а к входу фазосдвигающего блока 13 — напряжение U sin y t. При этом импульсы на счетчик 15 не поступают. Во втором цикле коррекции нанапряжение U sin N t поступает на вход фазосдвигающей цепи 4, а на.вход

4 фазосдвигающего блока 13 поступает нулевое напряжение, поэтому изменение кода счетчика 15 в процессе второго цикла коррекции не отражается на результате коррекции.

Преобразователь рассчитан на время переходных процессов при переключении соммутатора.3, равное периоду напряжения источника 1. На время переходных процессов поступление импульсов с генератора 9 на счетчик 1! ие прекращается. Это позволяет выпол нить блок 12 управления по синхронному типу с периодичностью получения результатов измерения 4 независимо от угла поворота датчика 2.

Длительность переходных процессов при переключении можно сократить до т/4, а время преобразования в зависимости от угла поворота получить от

t /2 до ЗТ/2. При этом блок 12 управления следует выполнять асинхронным, что усложняет его построение.

>>фopмула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник гармонического напряжения, подключенный

30 к датчикам угла, выходы которых подключены к одним информационным входам коммутатора, первый выход коммутатора подключен к одному входу фазосдвигающей RC — цепи, выход которой через компаратор подключен к информаЗ5 ционным входам. первого и второго элеэлемеитов И, выходы которых подключены к входам триггера, генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу третьего

40 элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, а выход подключен к информационному входу первого счетчика, блок управления, первый выход которого подключен к первому управляющему входу коммутатора, второй и третий — к управляющим входам первого и второго элементов И соответственно,.а четвертыйк установочномувходу первого сч =тчи-.

50 ка, о тл ич аю щи йс я тем, что, с целью повышения точности преобразо- вателя, в него введены фазосдвигаю щий блок, четвертый элемент И, второй счетчик и дешифратор, выход третьего элемента И подключен к информационному входу четвертого элемента И, управляющий вход .которого соединен с вторым управляющим входом1226665

Составитель А.Смирнов

Редактор А.Сабо Техред B.Êàäàð Корректор М.Шароши

Заказ 2!47/59 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 коммутатора и является одним управляющим входом преобразователя, а вы ход подключен к входу второго счетчика, выход которого через дешифра— ,тор подключен к управляющим входам фаэосдвигающего блока, информацион. ный вход которого соединен с вторым выходом коммутатора, а выход подключен к другому входу фазосдвигающей

RC-цепи., выходы источника гармонического напряжения подключены к другим информационным входам коммутатора, выход генератора импульсов подключен к входу блока управления, а остальные управляющие входы коммутатора являются остальными управляющими входами преобразователя з.

2. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные счетчик, дешифратор и распределитель импульсов, выходы которого являются выходами блока управ ления, а вход счетчика является входом блока управления.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что фазосдвигающий блок содержит резистор, 1ð конденсатор и группу из последовательно, соединенных ключей и конденсаторов, один вывод резистора является информационным входом фазосдвигающего блока, другой вывод резистора является выходом фаэосдвигающего блока и подключен к общей шине через первый конденсатор и через группу из последовательно соединенных ключей и конденсаторов, а управ2б ляющие входы ключей являются управляющими входами фазосдвигающего блока.