Способ преобразования угла поворота вала в код

Способ преобразования угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

01 2У дополнительно сформированные напряжения преобразуют в 1напряжения, сдвинутые по фазе, определяют сдвиг фаз этих напряжг!!ий и .1ргобразуют его в код дополнительного точного отсчета,приращгния угла от начала:1214åpc! ..ия с пониженной дискре.-ностью.

Такой способ позволяет значительно clIIHзпть .—.Нскретпосгь н,по»ыс IT> точность преобо агезан:1!1 угла в код.

Су illocTb предложенного способа поясним . !a примере однофаз,!О.о сна!зо;ращатс !я.

Если угол .1оворота преобразовать в два пгргмспн.1х напряжения, моду IHpo!02!lklbiK по

B: л !ту!е,в функции синуса и косинуса угла !

7о зс1рота, а модулированные по амплитуде напряжг.!Ия преобразовать в напряжения, модул гроза I!!lie .Ii0 фазе (Н27римгр, с помощью двух RC-цепочек), то можно заметить, что,при изменении меньшего из мод .лированпых -io амплитуде напряжений от нуля в обе стороны до совпадения по модулю с большим из модулированных по амплитуде, напряжений, измене:I ; с сдвига фаз модулированных по фазе сигн;i - cocTBH т — . C:;-, kc ф2ç0 :.с зависит от с.

2ОСОЛIОТНО! Э ЗН2 1гНИЯ CpBBHHBBBMbIX сигналов, а зависит только от их соотношения.

Если .IOKycстзенно сформировать,два сиг: B;i2 перемени!ого тока, один из которых имеет

:iocтоянну!о,":мплитуду, а другой изменяется зо амп";,ïòóäå от нуля в обе стороны до совп2,сн!- я по ъ1 - . тлlо с сl:гн1020м с 70".тоясlпоll амплитУ:!о!1, !! IIPBoáPBçîçBTb 002 120.1HIIУтых

=!!тпа;!а з сдвиг -ic фазе двух нанпяжгний, то

1 вели Инна сдвига фазы также составит +

iHpiи этом по сравнению с преобразованием синусоидальных сигналов появляется погреш.:. ость нелинейности, вызванная заменой большего из модулированных по амплитуде напряжений постоянным уров нем и линеаризацвей меньшего из модулированных по амплитуде

1!2;пряжений.

Если амплитуда сформированных сигналов соответствует приращению меньшего из модулирова!Нных по амплитуде переменных напряжений, вызывающему, изменение выходного ко-! а на единицу, то,преобразование искусственю сформированнь1х сигналов в сдвиг фазы и далее в код значительно повысит !разрешающую способность преобразования угла,в код.

При этом максималыное значение погрешности нелинейности будет меньше нового значитель:ю уменьшенного .кванта входной вел ичины, что з целом .повышает точность преобразования.

На чертеже !приведена ст р укту!рная электр ическая схема одного из,возможных вариан тов преооразователя, который может реализовать предложенный способ. Преобразог атель

v!I2 B KoQ co дс!»кпт бл о к cHk! i coHQB ibHQ! 0 IIHтания 1, подключе1гный к:преобразо-.ател1о 2 угла в одно илн несколько переменных .напряжений, модулированных по,амплитуде в функ ции угла поворота. Преобразователь 2 подклю-1ен к преобразователю 8 модулированных по

Зо

65 амплитуде переменных з!апря>кгн!1й в код и к формирователю 4 ме!!ьшсго:.!з модулирозан-!

1ь1: по амплитуде напряжен::;i H знака произ: ",k!0é этого напряжения при увеличении угла

IkoB0p0T2. Выход блок=,. 1 глез у,:!Оав.7ягмbié

: .::T l1L ИО IPTp 5 .п01дкл!Очен K C) .» IBTOp б:!гремгнпых сиг:-IB,loB,,äðóãîé вход которого соедппсн с выходом формирователя 4. Выход сумматора б подключеч K од!гому входу блока 7 для преобразования амплитудно-модулирован ньlх снгна 10в в 1дазомодулирозанные сигналы и грез ключ 8 к управляющс..!у входу —.стенцномгтра 5. Блок питания 1 через делитель 9, управляющий вход когорого соединен с выходом формирователя 4, подключен к друго"iy .;холу блока 7, выход которого подключен к нрсобр;,зпватслю 10 сдвига фазы в код. Унравл "Ioiriike ".. 07b ключа 8 и форм!Ирователя 4 соединены с выходо;; источника 11 KO.»BHbi об измерении угла с 7онижен:!ой д lcKpPTпостыл.

Пргобразователь работает следующим обр азом.

Блок питания 1 вырабатывает синусоидальНЫ!! CCI.",:-IB;I, !!OCT) 7210HIHH .II 2 00110TK) дев "IH,HðåoJpBçîâBòå7ÿ 2, па выходе 1<ОТОрО! вырабатываются сигналы, модулированные по амплитуде в функции угла поворота. Преобразователем 2 может GOITb линейнь|й потенцнометр, синусно-косинусный 1атчпк, сельс.!Н и т. д. В преобразователе 3 .из амплитудно-мод у 7 и "" О в 2 kl 1.1 ы х с и "н B.л с 3 ф О р м и p г T с я K О д. П р гОбразователь 8 может быть выполнен на oc:. оге ",cllocpeдствен: ого преобразования амплитуды напряжения в код или с промежуточным преобразованием в сдвиг фаз.

Формирователь 4 непрерывно выделяет меньший по абсолютному значенл!о амплиту ды,входной сигнал, который поступает IHB суммато р б. В то же время по соотношению амплитудных л фазовых значений входных сигналов формирователь 4:вырабатывает знак г!роиззодной выделенного сигнала для положительного напряжен!Ия вращения входного лала (увеличение угла поворота). При это;! каждому участку выделенного формирователем 4 сигнала будет однозначно соответствовать определенный знак производной независимо от направления вращения входного вала.

С блока питания 1 через у!правляемый потенциометр 5 на второй вход сумматора б поступает сигнал, равный по абсолютному значению выходному сигналу формирователя 4, но прот ивоположный ему по фазе. В результате !выходной сигнал сумматора б равен нулю.

При изменении угла поворота преобразователя на выходе сумматора б появляется сигнал разбаланса, которь й, воздействуя через открытый ключ 8 на потенциометр 5, регулирует выходной сигнал потенциометра 5, возвращая с!!Стгму в сбалансированное состояние.

Делитель 9 формирует из выходного сигнала блока питания 1 переменное напряжение с постоянной амплитудой, Фаза выходного на-!!ряжения делителя 9 или совпадает с фазой выход.roго напр11жения блока 1 при положительной 11роизводной выделе:111с. О;::op>iirpозателем 4 напряжения или .1рот.1во:-.олох::.:a:гол отрицатель.1О11 произзодной.

Если в качестве преобразователя 2 выбран линспнь 1. потенц11сметр, то знак прсиззодной не .:-:. ::-1яется за все время работы преобразоват:!:ÿ. 1. 1и,, к",-1естве,преобразователя 2 выбрал сн:1усно-кссинусный датчик, то производная положительна .в 1, б, 7, 8 октантах и отрицательна в 2, 3, 4, 5 октантах. Для сельсина знак производной выделенного сигнала изменяется чс:1ез каждые 60 . Таким образом, в отсутствии .коман1ы от источника 11 выходные сигналы блока 7 не изменяются по фазе, а код преобразователя 10 не изменяется по величин:

С;rpиходом команды от источника 11 о начале измерений с пониженной дискретностью ключ 8 закрывается, и сигнал с выхода потенциометра 5 остается .на все время измерений разным по амплитуде,и противоположным по фазе, выходному сигналу формирователя 4 в момент прлхода команды от источника П.

В результате на выходе сумматора 5 вырабатывается переменное напряжечле, являю щ еся приращением меньшего из,модулированных по амплитуде, напряжений, начиная от нуля в начале измерена1й с пониженной дискретностью.

В то же время команда от источника 11 блокирует на время измерения с пониженной дискретностью возможные, переключения в формирователе 4, связанные с выделением меньшего по абсолютному значен,цо амплитуды сигнала и знака его прсизводной. С выхода делителя 9 на другой вход блока 7 поступает напряжение переменного тока с постоянной амплитудой и определенной фазой. В результате в режиме измерения с,пониженной дискретностью выходные сигналы блока 7 сдвигаются один относителыно другого по фазе з соответствии с:изменением угла поворота .входного.вала преобразователя угла в код. В преобразователе 10 сдвиг фаз преобразуется з код приращения угла от начала, измерения с пониженной дискретностью. При этом увеличению угла поворота соответствует увеличение выходного кода преобразователя 10.

Техническое преимущество предложенного способа преобразования угла в код.по сравне. к1о с известными способами ariaлогт1ного паз:1a -.pii ÿ выражается в пониженной дискрет11ос1.и -.IpåîîðaçîBàíèÿ угла, что было подтвер:кдспо расчгтам11 и экспериментальными,исо.,ãëoBа:пнями преoopазоBaòåëÿ угла з Koд, макет которого был изготовлен в соответствии с

i:редстазленной на чертеже структурной схемой.

Экс!1Омический эффект От использования

10 предложенного способа обусловлен указанным11 выше его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Способ преобразования угла поворота вала в код, сссчсванньш на,преобразовас1пи угла в одно плн .несколько переменных напряжений, модулированных по ампл1ггуде в функции угла поворота и преобразовании этих напряжений .в код, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дискретности преобразования, дополнительно формируют дза переменных чапряжения, амплитуда одного из которых постоянна и равна максимально возможному

25 приращению амплитуды меньшего из модулирсза-Iiibix по амплитуде напряжений в диапазоне измерений угла с .пониженной дискретностью, а его фаза соответствует производной меньшего из модулирозанных по амплитуде

ЗО чапр". ëå-гий при увеличении угла поворота, амплитуда другого напряжения соответствует прпращен1по а.»плитуды меньшего из модулирсза1гных напряжений от нуля B начале измер-.ííé с псн11женно11 дискретностью,,дополнительно сформированные ia ряжен1гя преобразуют в напряже.-r iÿ, сдв1гнутые по фазе, определяют сдвиг фаз этих напряжечий и преобразуют его в,код дополнительного точного отсчета приращения угла от начала измерения с

4О понлженной дискретностью.

Источники информации, принятые Bo BHIIмание при экспертизе:

45 1. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств», «Энергия», 1970, с. 256 — 293

2. Патент CIIIA № 3188627, кл. 340 — 347, 08.06.63.

3. Патент США № 3505669, кл. 340 — 3- 17, 07.04.70.

601729

1„

Составитель И. Назаркина

Тсхред И. Михайлова

Pc;I Tt 1> А. Знньковский

Корректор 1». Гутман

:1о ..;ииспое

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 271)432 Ц 1 о 1зтЯ Ти1>а;к 763

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35 Р1 ни";.-.;; |." 6, л,:1/5