Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социзлистическии

Респ)тблик

О П ЙЧГЖ-Й И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ 752423

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву

3 (51)И. Кл.

G 08 С 9/00 (22) Заявлено 14.07.78 (21) 2б4б880/18 — 24 с присоединением заявки,%

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.07.80. Б оллетень ЛЪ 28 (53) УДК 681325 (088 8) Дата опубликования описания 30.07.80 (72). Авторы изобретения

В. И. Белов, И. П. Глаголев и Е. В. Замолодчиков (71) Заявитель (54) ПРЕОБ1 АЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В !<ОД

Изобретение относи си к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования аналоговой величины В код.

Известен преобразователь угол-код, содержагций синусно-косинусный датчик, выходы которого подключены к блоку фазосдвигаюших элементов, генератор импульсов, подключенный ко входу синусно-косинусного датчика через делитель частоты и фильтр, а ко входу счетчика — через вентиль, другие входы которого соединены с ныходами управляющих триггеров и блока пуска, компараторы, входы которых соединены с выходами фазосдвигаюших элементов, а выходы подключены к триггерам (11.

Нсдоста r ком у казанного преобразователя является погрешность, вносима я изменением параметров фазосдвигаюших элементов.

Известен преобразователь. содержацтий пара. метрический фаэоврашатель, подключенный к цифровому фазометру интегрирующего типа (21.

Недостатком такого преобразователя является значительная динамическая погрешность.

Наиболее близок по техническому решению к предлагаемому преобразователь угла поворота нала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которогс подключены к блоку формирования кода, генератор импульсов, подключенный ко входу синусно-косинусного вращающегося трансформатора через делитель частоты и фильтр, а ко входу счетчика — через вентиль, другие входы которого соединены с выходами управляющих триггеров и блока пуска, компараторы, выпрямители с фильтрами, дискриминатор уровня, фазоинвертор (3) .

Принцип действия известного преобразователя основан на формировании временных интервалов в моменты равенства напряжения эапитки синусно- косинусного вращающегося трансформатора постоянному напряжению в функции синуса или косинуса угла поворота вала. Формирование постоянных напряжений осуществляется выпрямителями с фильтрами, J в которых происходит аналоговое детектирова1 ние и сглаживание выходных сит налов сннуснокосинусного вращающегося трансформатора.

75 2423

Однако в известном преобразователе из-за применения выпрямителей со сглаживанием возникают динамические погрешности. Кроме того, известный преобразователь достаточно сложен, Цель изобретения — уменьшение динамической погрецпюсти преобразователя и его упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик, вход )O которого соединен с генератором импульсов через последовательно включенные делитель частоты и фильтр, а один выход подключен к блоку формирования кода, два выпрямителя, вход одного из которых соединен с одним выходом синусно-косинусного датчика, компаратор, выходы которого подключены к триггеру, и блок пуска, другой вход которого соединен с источником команды "пуск, выходы генератора импульсов, блока пуска и триггера подключены к элементу И, выход которого подключен к счетчику, введен фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с другим выходом синусно-коси1тусного датчика, а выход подключен к другому выпрямителю, 25 выходы обоих выпрямителей подключены к входам компараторя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Преобразователь содержит синусно-косинусный датчик 1 угла, подключенный к блоку 2 формирования кода, через выпрямитель 3 — к одному входу компаратора 4, а через фязосдвигяющий элемент 5 и выпрямитель 6 — к другому входу компаратора 4. Вход датчика 1 угла соединен с генератором 7 импульсов через делитель 8 частоты и фильтр 9. Выходы компаратора 4 подключены к установочнъ|м

40 входам триггера 10. Один из выходов компаратора 4 подключен к блоку 11 пуска, другой вход которого соединен с источником 12 команды "Пуск". Выходы блока 11 пуска генератора 7 импульсов и триггера 10 подключены

45 ко входам элемента И 13, выход которого подключен к счетчику 14 импульсов. Выходы счетчика 14 импульсов образуют младшие разряды кода, а выходы блока 2 формирования кода — старшие разряды кода.

На фиг, 2 приняты следующие обозначения:

А — выходные сигналы датчика 1 утла, В— выходной сигнал фазосдвигаютцего элемента 5, С вЂ” входные сигналы компаратора 4, D— сигнал источника 12 команды ПУСК, Š— вы55 ходной сигнал триггера 10, F — сигнал на входе счетчика 13 импульсов.

Преобразователь работает следующим обпазом.

Выходные импульсы генератора 7 через делитель 8 частоты подаются ня фильт 9, где формируется синусоидальный сигнал зяпитки синусно-косинусного датчика 1 угла. Датчик 1 угла работает в режиме однофазного фаэовращателя. На его выходах формируются модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота входного вала датчика 1 утла синусоидальные сигналы. Путем сравнения фяз выходных сигналов датчика 1 угла в блоке 2 формирования кода образуются два старших разряда выходного кода, фазосдвигающий элемент 5, выполненный, например. в виде интегратора, осуществляет сдвиг по фазе одного из выходных сигналов датчика 1 угла на четверть периода. Выпрямители 3 и 6 осуществляют независимо друг от друга детектирование выходного сигналя элемента 5 и друтого выходного сигнала датчика !. Компаратор 4 формирует импульсы в моменты равенства выходных напряжений выпрямителей 3 и 6. Ня первом из выходов компяратора 4 формируюгся импульсы, соответствующие положительному градиенту выходного напряжения выпрямителя 3, на втором -- положи1ельному градиенту выходного напряжения выпрямителя 6.

Выходные импульсы компяраторя 4 поступают на установочные входы триггера 10, ня выходе которого форм иру е вся импульс плит ельно стью, пропорциональной углу поворота входного вала датчика 1 угла.

Выходные импульсы генератора 7 пост>пяют на вход счетчика 14 импульсов через элемент И !3, когда ня друтие входы этого элемента поданы елиничный сигнал от триггера 10 и разрешяюц!ий сигнал с блока 11 пуска.

Принцип работы преобразователя основан на формировании кода младших разрядов по временному интервалу, пропорциональному измеряемому углу.

Комл 4 формирует импульсы в моменты выполнения равенства

)U З1цо coSMt = (0 Сад Ь1и дt), (tg (1y t) или + А = . я 1 .

» »

При этом на установочный в состояние 0 вход триггера 10 поступают импульсы в моменты t„=-(! >, (=Ф, Л ), а на установочный в состояние "1" вход триггера 10 — в моменты t. =а Я (n=-о,i 2 ...)

Длительность Я; временного интервала на выходе триггера 10 определяется соотношением

43 i-- 2A .

Временной интервал Ha выходе триггера 10 преобразуется в код путем подсч та

75 2423 числа импульсов от генератора 7 на счетчике

14 импульсов, заполняющих указанный временной интервал. Максимальная длительность временного интервала на выходе триггера 10 составляет половину периода Т напряжения запитки L = Т/2. Минимальное время между

Гдвумя соседними случайно сформированными опросами преобразователя составляет T. Максимальное число импульсов на входе счетчика 14 импульсов

Угд

N õ 2f. ï где Хги — частота импульсов генератора 7„

f =- — частота напряжения запитки датчика 1 угла.

Число М„ „ соответствует повороту входного вала датчика 1 утла на угол гА = 90 (точный отсчет) .

Измерение начинается по команде Пуск", поступающей на вход блока 11 от источника 12

При этом блок 1! пуска может работать по программе определения кода угла по одному или нескольким временным интервалам.

При увеличении угла код младших разрядов нечетных октантов увеличивается, а четных уменьшается. Поэтому в четных октантах истинное значение кода младших разрядов определяется в виде дополнения измеренного счетчиком 14 импульсов кола до величины . 11д

Общий код угла определяется по выходному коду бло. .а 2 формирования кода (старшие разряды) и прямому или дополнительному коду счетчика 14 импульсов (младшие разряды), Таким образом, в преобразователе исключены сглаживающие фильтры в выпрямителях, фазоинвертор, дискриминатор уровня, компаратор и один управляющий триггер, а введен фазосдвигающий элеменг с соответствующими связями, что упрощает предложенный преобразователь и уменьшает его динамическую погрешность.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота в"ла в код, содержащий синусно-косинусньгй датчик, вход которого соединен с генератором импульсов через последовательно включенные делитель частоты и фильтр, а один выход подключен к блоку формирования кода. два выпрямителя, вход одного из которых соединен с одним выходом синусно-косинусного датчика, компаратор, выходы которого подключены к триггеру, к блоку пуска, другой вход которого соединен с источником команды Пуск, вы20 ходы генератора импульсов, блока пуска и триггера подключены к элементу И, выход которого подключен к счетчику, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и уменьшения его днна25 мичсской погрешности, в него введен фазосдвигающнй элемент, вход которого соединен с другим выходом сннусно-косинусного датчика, а выход подключен к другому выпрямителю, выходы обоих выпрямителей подключены к

30 входам компаратора.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3505669, кл. 340 — 347, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР Р 503268, кл. G 08 С 9/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР Н 503271, кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).

75 2423

Составитель А. Смирнов

Техред M.гтетко

Корректор Н. Григорук

Заказ 4771/23

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л, Веселовская

Тираж 682 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5