Способ преобразования непрерывной величины в числовой эквивалент

Способ преобразования непрерывной величины в числовой эквивалент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ц(Й11"

Класс d, ¹ 127435

421п, 4

74Ь, 8от

СССР

РЛ11 гзп 11 р1

1 б.иА с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Ла 1бб

В. П. С кур иди н

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕПРЕР61ВНОЙ ВЕЛИЧИН61

В ЧИСЛОВОЙ ЭКВИВАЛЕНТ

Заявлено 20 июня 1959 г. за № 631561/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в <гБюллетене изобретений» ¹ 7 за 1960 г.

Известны способы преобразования непрерывной величины в числовой эквивалент, основанные на предварительном преобразовашш непрерывной величины в фазовый сдвиг между двумя переменными напряжениями. При использовании этих способов фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал, который кодируется путем заполнения импульсами эталонной частоты и подсчета числа импульсов. Эти способы неудобны из-за последовательного во времени характера кодирования, вследствие чего данные с преобразователя поступают не непрерывно, а периодически. Другим недостатком известных способов является абсолютно временной характер сигнала (преобразуется абсолютное время длительности импульса, а не относительное), что обусловливает наличие погрешностей как за счет изменения частоты опорного напряжения, так и за счет изменения частоты заполняющих импульсов.

В описываемом способе эти недостатки устранены тем, что в качестве исходного и промежуточных сигналов в преобразователе используются только фазовые сдвиги, то есть относительно-временные сигналы. Это обстоятельство, при применении широкополосного фазовращателя, обеспечивает независимость характеристик преобразователя от изменения частоты питающего его напряжения. Применение в качестве выходных элементов фазочувствительных устройств обеспечивает сравнительно большее быстродействие, поскольку данные с фазочувствительных устройств (при надлежащем их выполнении) могут быть получены непрерывно. Более высокая частота сигналов. соответствующих младшим разрядам числового эквивалента, позволяет уменьшить запаздывание в выдаче младших разрядов по сравнению со старшими, что обеспечивает сравнительно быструю отработку преобразователем углов при непрерывной их заводке.

На фнг. 1 приведена блок-схема, поясняющая предлагаемый способ преобразования непрерывной величины в числовой эквивалент.

Основным элементом преобразователя является фазовращатсль 1, питаюгцийся от генера гора 2 опорной частоты. В преобразователе им<ются две последовательные цепочки умножителей частоты 8: од.ia цепь — цепь умножения частоты опорного сигнала fp, питающего фазовращатсль, а другая цепь — цепь умножения частоты сигнала, сдвинутого по фазе относительно опорного. При повороте фазовращателя на угол H,„îí дает добавочный фазовый сдвиг Ь-.При умножении частоты фазовый сдвиг, как нзвсстно, также умножается. Поэтому на выходе первых умножителей частоты добавочный фазовый сдвиг, обусловленный поворотом вала фазовращатсля на угол 11,,, будет равен и 4, где n— кратность умножения частоты. Величины получающихся в результате умножения частот и фазовых сдвигов приведены HB фиг. 1. На выходе последних умножителей частоты добавочный фазовый сдвиг будет

lг равен п Л-.

Добавочныс фазовые сдвиги фиксируются фазочувствитсльными реле 4. Эти реле должны фиксировать и диапазонов изменения добавочного фазового сдвига в пределах ЗбО= и совершенно одинаковы для всех разрядов. Например, при кратности умножения частот равной двум реле должны определять наличие фазового сдвига большего или меньшсго 180, то есть должны быть двухпозиционными.

Выбор кратности умножения частот определяет систему счисления, в которой будут получаться числа на выходе преобразователя. При кратности умножения равной двум число будет получаться в двоичной системе счисления, при кратности равной трем — в троичной и т. д. Таким образом, предлагаемый способ дает неограниченные возможности в отношении выбора системы счисления.

Для настройки преобразователя (для выставки нулей во всех разрядах при 8„,. =-0) в устройстве предусмотрены элементы б, служащие для регулировки начальных фазовых сдвигов в каждом разряде. Это могут быть простейшие RC цепочки.

Для предлагаемого способа характерны трудности, связанные с нечеткостью фиксирования фазовых сдвигов на границах диапазонов.

Эти трудности присущи всем вообще преобразователям параллельного считывания. Здесь могут быть примснены известные методы борьбы с нечетким списыванием: применение кодов Грея или Баркера. В случае если точность задания угла поворота входного вала выше точности фазовращателя, применяются фазовращатели грубого 7 и точного 1 отсчета (фиг. 2), связанные передаточным отношением, равным целой степени

k m выбранного основания счисления i= n где n — основание принятой системы счисления; т, — число разрядов, которым кодируется положение вала точного фазовращателя; и — общее число разрядов числового эквивалента.

В случае, если угол заводится от двигателя через понижающий редуктор, предлагается устанавливать фазовращатель на скоростном валу (фиг. 3), заменив умножители частоты делителями частоты 7 с кратностью деления равной основанию принятой системы счисления ,e

i -n где n — основание принятой системы счисления;

Й вЂ” число разрядов числового эквивалента, а кодирование производится путем фиксирования фазовых сдвигов, получающихся в резул.— тате /г — 1 делений частоты на и.

3—

Из того факта, что у некоторых (практически у всех) четырехполюсциков фазовый сдвиг зависит от частоты, следует, что предлагаемый способ может быть использован для измерения пли кодирования частоты. Для этого измеряемая частота подается на вход четырехполюсника, а получающийся при этом фазовый сдвиг, зависящий от частоты, кодируется описанным выше способом. При этом необходимо применение фазочувствптельных реле, нечувствительных к изменениям частоты.

Предмет изобретения

1. Способ преобразования непрерывной величины в числовой эквивалент с предварительным преобразованием непрерывной величины в фазовый сдвиг между двумя переменными напряжениями, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью возможности параллельного кодирования, получающийся фазовый сдвиг умножают последовательной цепочкой умножителей частоты, имеющих кратность умножения равную основанию принятой при кодировании системы счисления, а получающийся при этом ряд значений фазовых сдвигов на кратных частотах по числу разрядов, принятому при кодировании, измеряют соответствующим количеством фазочувствительных реле, имеющих число состояний равное основанию принятой при кодировании системы счисления, 2. Видоизменение способа по п. 1 для случая преобразования углового положения вала, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, угол преобразуют с помощью двух фазовращателей, связанных передаточным отношением 1=а" ", где n— основание принятой системы счисления, m — число разрядов, которым кодируется положение вала точного фазовращателя, k — общее число разрядов числового эквивалента.

3. Видоизменение способа по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фазовращатель устанавливают на быстроходном валу, связанном с валом, угол поворота которого кодируется с помощью понижающего редуктора, имеющего передаточное число i = n, где п — основание принятой системы счисления, Й вЂ” число разрядов числового эквивалента, а кодирование производят путем фиксирования фазовых сдвигов, получающихся в результате k — 1 делений частоты íà и.

4. Видоизменение способа по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью применения его для измерения частоты переменного напряжения, измеряемую частоту преобразуют с помощью надлежащего четырехполюсника в соответствующий ее величине фазовый сдвиг, который затем преобразуют в числовой эквивалент.

К-чинный ноо по оснооанию п № 127435 т 1)-й разряд

-и разряд фиг. 2

Редактор Н. С. Кутафина Техред А. Л, Сосина

Корректор О. А. Савельева

Подп. к псч. 7.IX-61

Зак. 10145

Объем 0,35 изд. л.

Цена 7 «о.

Формат бум. 7()Х108 li6

Тираж 1100

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва. Центр, М. Черкасский пер., д. 2/б.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.