Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых системах управления и информационных системах для преобразования углового положения вала в цифровой код. С целью повышения точности преобразователя, содержащего синусно-косинусный датчик 1 угла. селектор секторов 2, вычитающие усилители 3 и 4, линейные делители 6 и 7 напряжения, сумматор 9, управляющий генератор 16, реверсивный счетчик 15, в него введены два вычитающих усилителя 5 и 10 линейный делитель напряжения 8, управляемый инвертор 1 1 , управляемый усилитель 12 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи. Преобразователь содержит два независимых канала преобразования . Основной канал преобразования , используя квадрантные выходы селектора сигналов синусно-косинусного датчика с помощью двух вычитающих усилителей, двух линейных делителей напряжения, управляемых кодом (Л реверсивного счетчика, формирует на выходе сумматора сигнал ошибки прег-. образователя Путем введения в преобразователь корректирующего каto tsd ел о Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 H 03 М 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHCNVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3900069/24-24 (22) 01 . 04. 85 (46) 23 11.86. Бюл. М 43 (72) В.M.Домрачев, Г.Ф.Мончак и А.П. Синицын (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 896654, кл. G 08 С 9/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 708386, кл. G 08 С 9/04, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА.

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых системах управления и информационных системах для преобразования углового положения вала в цифровой код. С целью повышения точности преобразователя, содержащего синусно-косинусный датчик 1 угла, „„SU„, 272506 A 1 селектор секторов 2, вычитающие усилители 3 и 4, линейные делители 6 и 7 напряжения, сумматор 9, управляющий генератор 16, реверсивный счетчик 15, в него введены два вычитающих усилителя 5 и 10 линейный делитель напряжения 8, управляемый инвертор 11, управляемый усилитель 12 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи. Преобразователь со.— держит два независимых канала преобразования. Основной канал преобразования, используя квадрантные выходы селектора сигналов синусно-косинусного датчика с помощью двух вычитающих усилителей, двух линейных делителей напряжения, управляемых кодом реверсивного счетчика, формирует на выходе сумматора сигнал ошибки пре-. образователя Ы„„. Путем введения в преобразователь корректирующего ка1272506 нала, работающего от октантных выхо- сигнал дЦ, который нормируется

КОРР дов селектора сигналов и содержаще- по фазе и амплитуде по значениям го дна дополнительных вычитающих кода старших разрядов реверсивного усилителя, дополнительный линейный, счетчика и суммируется с сигналом делитель напряжения, управляемый ин- ошибки дЦ«„ на выходе сумматора, вертор, управляемый усилитель с дис- практически сводя его к нулевому кретно изменяемым коэффициентом пе-..: значению. 2 ил. редачи, формируется корректирующий

Ф

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления и информационных системах для преобразования углового положения вала в цифровой

1 код.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя за счет введения дополнительного канала, коррек- 10 тирующего погрешность преобразования основного канала.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 — временная 15 диаграмма.

Преобразователь содержит синусно-косинусный датчик 1 угла, селектор 2 секторов, вычитающие усилители 3-5, линейные делители 6-8.на- 20 пряжения, сумматор 9, вычитающий усилитель 10, управляемый инвертор

11, управляемый усилитель 12, дешифраторы 13 и 14, реверсивный счетчик

15, управляющий генератор 16. 25

Преобразователь работает следующим образом.

На выходах двухфазного датчика

1 угла появляются напряжения переменного тока U, (| 1) и U (с ), ампли- 30 туды которых изменяются от угла по синусному и косинусному закону (фиг.2a). Код М двоичного реверсивного. счетчика 15 должен преДставлять собой цифровой эквивалент угла с1. Значения трех старших разрядов кода N воздействуют на первый дешифратор 13 и через него на селектор 2 секторов таким образом, что на четырех его выходах появляются сигналы перемен- 40 ного тока с амплитудами, изменяемыми . по определенным законам. а(1-хЪ

К Ц с Ц С вЂ” в . — °

Осм.т 1 Я{1-х) вьсх | сх

= U-U с — — «

o oertg

1+. х

U вых.д ах

U ю Ц с Ц r

ВВ|Х q O OOH (2) с (1-х)

U zc Ц сЦ выход о ое||д 1+Д (1 х) где U, — величина, характеризующая амплитуду выходных сигналов датчиков и частоту их изменения во времени;

l первом квадрантном выходе образуется зависимость вида U„,„,=(sxnot(, на втором квадрантном выходе

U„„= — (cosd ((фиг,2 о и 6 ) . На первом октантном выходе образуются сигналы U„= (sinai, где 0 ос. «45

КОРР| при угловых положениях, соответствующих нечетным октантам и (з1п с (, о О где 45 < d. < 90, при угловых положениях, соответствующих четным октантам.

На втором октантном выходе образуются сигналы Ц„, = /сово(/, где

0 6 О «(45, при угловьгх положениях, соответствующих нечетным октантам и /cos,>

Выходные сигналы квадратнтнцх выходов селектора секторов с помощью двухвходовых вычитающих усилителей

3 и 4 и двух линейных делителей 6 и 7 напряжения преобразуются в напряжения Ц „„,, Цв„х в соответствии с выражением (1) для нечетных квадрантов и выражением (2) для четных

3 12725 а,Ь,с,й — постоянные коэффициенты, определенные величины ко-. торых обеспечивают мини— мальную погрешность преобразования выходных сиг. налов датчика угла (для иделизированного СКВТ а=с=1; b=d=0,5552); х — цифровой аргумент углового положения датчика уг- 1О ла в пределах квадранта (0 (x 1 при 0 с (90 ), представляющий собой код и-2 младших разрядов иразрядного реверсивного счетчика полного кода.

При изменении кода двоичного реверсивного счетчика 15 первый дешифратор 13 формирует три линейно изменяющихся по углу кода (фиг.2е, ж и Zp

g). Первый из них управляет первым с линейным делителем 6, второй — вторым делителем 7 напряжения, а третий — третьим делителем 8 напряжения. ZS

Цифровой аргумент х текущего углового положения сС определяется выбором такой его величины, при котором выполняется условие

При выборе в выражениях (1) и (2) значения Ь = д = 0,55522803 и а = с = 1 и выполнении требования идеального . преобразования величина 6U иэменя35 ется около нулевого значения по закону изменения, близкому к кривой погрешности преобразования основно»

ro канала. Назовем эту величину дU, Характер изменения величины

dU, „ показан на фиг.2и. Последнее положение позволяет сделать вывод о возможности повышения точности преобразования путем компенсации величины дО „, вырабатываемой каким-то дополнительным аналого-цифровым устройством.

Предлагаемое изобретение реализует указанный путь повышения точ- ности преобразования эа счет введения корректирующего канала, выходной сигнал которого . аП„,, = bU„„.

В преобразователе компенсирующее напряжение д)1„, формируется корректирующим каналом следующим образом., Выходные напряжения октантных выходов селектора сигналов с помощью третьего вычитающего усилителя 5 и

06 4 третьего линейного делителя 8 напряжения преобразуются в напряжение

Ue„„ в соответствии с выражением (3) для нечетных октантов и выражением (4) для четных октантов

U „,„=U (k, U„, +k Б,,рр ) (!-у), (4) где k,, ); — постоянные коэффициенты (для идеализированного CKBT К,=0,2928948;

k =0,7071052);

U U — октантные выходные наКо ppQ opp9 пряжения селектора сигналов у — цифровой аргумент, изменяющийся в диапазоне

0-1, представляющий собой код и-3 младших разрядов кода и-разрядного реверсивного двоичного счетчика 15.

Выходной сигнал третьего делителя напряжения и выходной сигнал первого октантного выхода селектора 2 секторов 2 суммируются на четвертом усилителе 10, на выходе последнего образуется сигнал в соответствии с вы» ражением (5) для нечетных октантов и выражением (6) для четных октантов

-(k U +) U ),(l-у) .. (6) Характер изменения величины U рыхл показан на фиг.2к. Это напряжение является основой для формирования корректирующего сигнала дУ„ Р .Ы„,„.

В процессе формирования сигнал

Ц „„ нормируется по амплитуде и по фазе под сигнал дУ„„ .

Фазирование осуществляется с помощью управляемого инвертора, а нормирование — по величине с помощью усилителя )2 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи. Сигнал управления инвертором Il (фиг.2 h) формируется вторым дешифратором 14 иэ входных .сигналов третьего и четвертого разряда кода N двоичного реверсивного счетчика )5, а сигнал управления усилителем 12 (фиг.2н) — вторым дешифратором 14 из выходных сигналов второго и третьего разряда кода М Разностньй сигнал ац -Uв +

+ U,„< образуется на сумматоре 9. На нем же компенсирующее напряжение кор1272

S ректирующего канала суммируется с требуемым знаком с сигналом 0U ахи

Разностный сигнал условно показан на фи1.2н.

Выход усилителя 9 через управ- 5 ляющий генератор 16 управляет кодом

N двоичного реверсивного счетчика.

Управляющий генератор 16 формирует на счетном входе реверсивного двоичного счетчика 15 импульсы до тех

10 пор, пока не будет обеспечено условие равенства нуля на выходе усилителя 9. Управляющий генератор 16 также управляет входом "Peaepc" счетчика 15 на основе анализа знака своего входного сигнала таким образом, чтобы обеспечить выполнение условия о = 2„ N при включении устройства и при различных направлениях изменвиия угла са

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого подключены к информационным входам селектора секторов, квадрантные выходы селектора секторов подключены к одним входам первого и второго вы- 30 читающих усилителей соответственно, выходы которых подключены к первым входам первого и второго линейных делителей напряжения, выходы первого и второго линейных делителей напряже-35 ния.подключены к другим входам первого и второго вычитающих усилителей соответственно и к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с входом управляющего IO генератора, выходы которого подклю506 е чены к входам реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены третий и четвертый вычитающие усилители, третий линейный делитель напряжения, управляемый инвертор, управляемый усилитель, первый и второй дешифраторы, первый октантный выход селектора секторов подключен к первым входам третьего и четвертого вычитающих усилителей, второй октантный выход селектора секторов подключен к второму входу третьего вычитающего усилителя, выход которого подключен к первому входу третьего линейного делителя напряжения, выход третьего линейного делителя напряжения подключен к второму входу четвертого вычитающего усилителя, вы— ход которого подключен к информационному входу управляемого инвертора, выход которого подключен к информационному входу управляемого усилителя, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к входам первого дешифратора, группа выходов которого подключена к управляющим входам селектора секторов, первый, второй и третий выходы — к вторым входам соответственно первого, второго и третьего линейных делителей напряжения, выходы второго, третьего и четвертого старших разрядов реверсивного счетчика подключены к входам второго дешифратора, первый и второй выходы, которого подключены к управляющим; входам управляемого инвертора и уп— равляемого усилителя соответственно, 1272506 ф/С и,(с

Аиды упри&

Jkth; фУЮ

Cut jy а4 ll Составитель Е.Замолодчиков

Редактор Л.Гратилло Техред А.Кравчук . Корректор И.Муска

Заказ 6349/56 Тираж 8)6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4