Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («i 696516 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0 50977 (21) 2 52 208 6/18-24 (51)М. Кл.

G 08 С 9 04 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (3) УДК681.325 (088. 8)

Опубликовано051179, Бюллетень № 41

Дата опубликОвания описания 07,11.79 (72) Авторы изОбретения

P . .М. Мирсалимов и В. Б. Ибрагимов (7) ) ЗаяВИтЕЛЬ Азербайджанский институт нефти и химии им. И. Азизбекова (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных системах и системах обработки информации для

5 преобразования угла поворота ротора электрических микромашин типа синуснокосинусных вращающихся трансформаторов (CKBT) в цифровой код.

Известны преобразователи угла в код развертывающего уравновешивания, в которых выпрямленное выходное напряжение датчика углового положения сравнивается с его напряжением пита- 15 ния. Такой преобразователь содержит сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а вторичные обмотки через выпрямители и переключатель — с од- 20 ним иэ входов первого компаратора, другой вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выход через вентиль — к триггеру, выход которого соединен с управляющим входомключа, связывающего генератор счетных импульсов со входами младших разрядов счетчика, и блок управления, вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход — с блоком грубо-З0

ro измерения, другим входом вентиля и установочным входом счетчика (1) .

Одн ако этот преобразователь имеет невысокую точность, обусловленную наличием погрешности от неидентичности компараторов, формирующих импульсы в моменты перехода через нуль напряжения питания, и равенства последнего с выпрямленным выходным напряжением сельсина, а также погрешности от неидентичности выпрямителей.

Известен преобразователь угла в код, который содержит сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а вторичные обмотки через выпрямители и переключатель — с одним иэ входов первого компаратора, другой вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выход — к триггеру, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источником напряжения питания

f а выходы — с первыми входами логических элементов И и входами старших разрядов цифрового отсчетного устройства, .второй компаратор, вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выход через вентиль — к триггеру, выход которого соединен с управляказ.м

Ю нхОдОм ключа сн язывающего Г ен . T0i счетных импульсов, со сче ч;«О; полнительные компараторы, выходы которых через логические элементы И к

ИЛИ соединены с переключателем и 5.:lo.ком преобразования кода, связывающий выходы счетчика со входами младших разрядов цифрового отсчетного устройства (2).

Однакб этот преобразователь несмотря на меньшее нремя измерения за счет получения в каждом 60 -ти градусном секторе информации о той его половине, в которой находится иско— мый угол поворота имеет невысокую

» точность, обусловленн ую наличием по— грешности от неидентичности компараторов и выпрямителей.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь, содержащий СКВТ, выходы которого подключены к блоку формирования кода, генератор импульсов, который подключен ко входам

СКВТ и фазоиннертора через последо— вательно соединенные делитель частоты и фильтр, а ко входу счетчика через элемент И, другие входы которого соединены с выходами одного триггера и блока пуска, выпрямитель, выход которого подключен к одному входу ко.:— паратора. Один выход компаратора под- 33 ключен к первому входу одного триггера, а другой — к второму входу одного триггера, к одному входу блока пуска, другой вход которого соединен с командой пуск и к входу другого три — 3 гера (3 J.

Однако этот преобразователь также имеет невысокую точность, об ус ловле и†ную погрешностью от неидентичности компараторон и выпр ямителе й, Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Это достигается тем, что в преоб— разователь угла поворота вала в код введены два днухпозиционных перекжочателя, информационные входы одного из. которых подключены к выходам СКВТ, управляющий в;;од — к выходу б.»»ока формирования кода, а выход — к входу выпрямителя. Информационные входы друго- го переключателя соединены с выходами фильтра и фазоинвертора, управляющий вход — с выходом другого триггера, выход подключен к другому входу компаратора, а один выход компаратора подключен к второму входу блока пус— ка.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, принцип действия которого иллюстрируется времень»ь»ми диаграммами, представленными на фиг.2.у) Преобразователь содержит CKHT 1 „ выходы которого подключены к блоку 2 формирования кода и через последовательно соединенные двухпозиционный.ат:-. . ь . )--"О э =., ющи к вход . р... с .:Ое»инеи с вых, .... блк.-:

;i. рмировани-» кода, и ., .пря.литель 4

«с м:»o;»атору 5, E:Heðà TОр б импуль. »д которого чс-рез последовасоединенные делитель 7 частотnl фкльгр 8 подк.дюкен ко входам СКВТ

1 к Фазокнвертора 9, а кс входу счет::--.«.:-. 18 — через элемент И 11.. Другиe

ВХОДЫ К. > Г:ОРОГO СОЗДК;-.ЕНЫ С ВЫХОДаМИ тригоepa 2 и бло,а 13 пуска, дну,l««o зицпонный переключатель 14, который соединяет выходы фильтра 8 и фазоинвертора 9 со вторым входом компаратсра 5, выходы которого соединены со входам. триггера 12, со входами блока 3 пуска и счетного триггера 15, ныход которого подключен к управляющему нходу двухпозиционного переключате. »я 1 4 .

Преобраз О â€”.=.а ель работает следующим образом.

Имгульсы генератора б через дели— тель 7 частоты поступают на фильтр

8,- где формируется синусоидальный сигнал, подаваемый в обмотку возбуждения СКВТ 1. Напряжения выходных обмоток CKHT связаны нелинейной зависимостью с углом поворота его ротора:

U, = kU s.n utahan») ь 2 Q Ll sin QJ t СО5 8 где 1)»» — амплитудное значение и круГт1» гоная частота сигнала с выхода фильтра

8 напр,ьжения U питания СКВТ);

C — угол поворота ротора СКВТ, »

К вЂ” коэффициент трансформации, постоя-».ный для данного типа СКВТ.

Пу ем сравнения амплитуд и анализа знака фазы этих напряжений в блоке 2 форм, рования кода определяются три старших разряда выходного кода N однозначно Определяющие октант угла поворота 9 . H зависимости от номера о«такта на вход выпрямителя 4 через двухпозиционныи переключатель -3; устанавливаемый в соответствующее положение управляющим сигналом с выхода блока 2, подаетс —. меньшее выходное напряжение CKHT (напряжение U» синусной обмотки в октантах 1 —, 4 —, 5и 8-ых или напряжение U- косинусной

Обмотки в октантах 2 —, 3 —, б- и 7-ых), которое изменяется в пределах o- — 2 — ) Н

ГП в зависимости от угла поворота и н =-том диапазоне преобразуется в сигнал ЫВ постоЯнного тока выпРЯмителем

4. Сигнал Ц с выхода выпрямителя 4 годается на один из входов компаратора 5, который в зависимости от поло— жения двухпозицонного переклю ателя

14 сравнивает его с напря.-...знием питания СКВТ 1 или с выходным напря.-.ением Ц1 фазоинвертора 9. B моменты раненс-.ва ц = Ц„или )5 = I.»" на одном из выходов компаратора 5 формируются импульсы, соответствующие положительному градиенту изменения на —.

l пряжения 1)» { Un ), а на другом — отри—

696516 цательному, В исходный момент времени триггер 12 находится в положении 1 (фиг.2в), а счетчный триггер

15 — в положении 0 . На вход компаратора 5 через двухпозицонный переключатель 14 подается напряжение U.

В. момент времени t, соответствующий равенству напряжений Уэ и U„ при положительном градиенте Uz (фиг.

2, а), на одном выходе компаратора 5 формируется импульс, который пере! 1 брасывает триггер 12 в положение 0 (фиг. 2, в) . В момен--. -: емеки ({фиг.

2а), когда вторично выполняется равенство U = U при отрицательном грал диенте изменения капряжеки: U„на ! другом выходе компаратара 5 формируется импульс, который воз эра! ет триг ! гер 12 в исходное положен! е (фиг. 2 в l, одксвремс.=кна этот и».пульс поступает на счегч!нь-= ход тригг ра

15 и перебрасывает ега в положеки"= 2Q 1 Теперь на е»гл;.инкам! выходе триггера 1 5, связанном .:. управллюгдлм входом двухпозициокнаго переключателя

14 высокий потекциал, устанавливаю-!

25 щий переключатель 14 в положение, ...5 при котором на вход компаратара 5 с: выхода фазоинвертора 9 подключается напр яжени е

В момент времени ».-, соатветст- 3(! вующий равенству напряжекий )2 и и (фиг. 2, б)! импульс с одкага вььхода компаратора 5 перебрасывает триггер

12 в положение !О (фиг. 2в„:. B момент времени ь4 (фиг. 2, б)! когда 35 ! вторично ="í!Ioëÿÿåòoÿ равенствaU> - ») (при стрицательком градиенте изменения напряжения i ) импульс с дру а а

gz) г выхода кампаратора 5 возвращает триггер 12 в исходно»е положение 1 (фиг. 2, в), а триг -ер 1".. — в исходное положение О. . На вход о:паратара

5 подключается напряжеки= ))и, Дальнейшая последовательность операций ан алогичн а описанной выше . Таким образамм, на выхо де триггера 1 2 фарми— руется (фиг. 2 в), длительность которых пропорциональна удвоенному значению угла поворота Q . На время действия этих импульсов элемент И 11 (при условии наличия разрешающего потенциала с выхода блока 13 пуска) открыт. и импульсы оТ генератора б проходят на счетчик 10 который формирует код млад-! .55 ших разрядов угла поворота» (фиг. 2е) .5

Измерение начинается по команде пуск,. поступающий на один из входов блока 13 пуска (фиг. 2 г) . Моменты начала и конца работы этого блока синхронизируются импульсами с выхо-60 дов компаратора 5, которые задают программу определения кода угла по двум временным интервалам (фиг. 2 Д), или по нескольким временным интервалам, Блок пуска в этом сл лае может саста- 65 ять из нескольких триггеров, соединенных между собой по схеме делителя частоты. При увеличении угла поворота 5 код младших разрядов в печатньм актантах увеличивается„ а в четных уменьшается. Чтобы исключить возникшую неодкозначкость, в четных актантах, истинное значение кода младших разрядов угла поворота 8 определяют в виде дополнения кода до величины й,т, равной отношекию

6. Признак четности октантов опреде.ляют па состоянию младшего разряда блока 2 формирования кода. Общий код угла определяется по выходному коду блока 2 (три старших разряда) и прямому или дополкительйаму коду счетчика 10 (м!лад»»»ие разряды) . Таким образам, в состав предлагаемого устройства входит один выпрямитель, используемый для преобразовакия в напряжение постояккога тока сигналов U и П и один кампаратор, используемый фармировакия коротких импульсов моменты равенства напряжения U> и (U . Такое техническое решение поэвой * ляет исключить погрешность от неидентичности компараторов и выпрямителей, повысив тем самьм точность устройстформула. изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код! содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к блоку формирования кода,. :e!-:ерà=op импульсов„ который подключен ко входам сикусно-косинускога вращающегося трансформатора и фазоиквертора через последовательно соединенные делитель частоты и фильтр, а ко входу счетчика-через элемент И, другие входы которого соединены с выходами одного триггера и блока пуска, выпрямитсль, выход которого подключен к одному ьходу компаратора„ один выход компаратора подключен к первому входу одного триггера, а другой к второму входу одного триггера, к одному входу блока пуска, другой вход ! к которого соединен с командой пуск и к входу другого триггера, о т л и ч а ю шийся тем„ что, с целью повышения точности, в него введекы два двухпозиционных переключателя, информационные входы одного из которых подключены к выходам сикусно-косикуского вращающегося трансформатора, управляющий вход — к выходу блока формирования кода, а выход — к входу выпрямителя, икформациокные входы другого переключат еля соедин ены с выходами фильтра и фазаинвертора, управляющий вход — с в=ходом другого триггера, выход подключен к другому входу компаратора, а один выход компаратора

Пуух

ЦКИИПИ Заказ б 773/52 Тираж 710 Подписное .

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная;4 подключен к второму входу блока пуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 428427, кл. G 08 С 9/04, 1972.

2. Авторско» с видет<-!IF):, тво С".С

9 556476, кл. Л 08 C 9/04, ) 975.

3. Авторское свидетельство CCCE

9 503271, кл. G 08 C 9j 04, 1974, (прототип) д