Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 942101

Союз Советскик

Coöèàëèñòì÷åñIcíк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 04.12.80 (21) 3213972/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 07. 82 ° Бюллетень № 25 (5l)M. фл.

G08 С 9/04 тее)йеретееееы11 кеметет

ИФР ао Аааам кеееретеккй к еткрыткй (53) УДК 681.32% (088.8) Дата опубликования описания 09 ° 07.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Михалев и И. М. Урецкий (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину, а также в системах автоматического регулирования, 5 связанных с угловыми перемещениями.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, который содержит блок фазочувствительных выпрямителей,, подключенный через последовательно соединенные первый блок компараторов и блок определения сектора к одному из входов коммутатора и через второй блок компараторов к другим входам ком-, мутатора, генератор тактовых импульсов и блок подбора кода, выходы которого соединены с первыми входами реверсивных счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами блока ро определения сектора, блок памяти, вход которого через первый коммутатор кодов подключен к выходам реверсивных счетчиков, а выМод через вто2 рой коммутатор кодов — к цифро-аналоговому преобразователю, выход которого соединен со вторым блоком компараторов $1).

Недостатком преобразователя является невысокое быстродействие, так как определение кода угла осуществляется в два этапа и требует нескольких периодов частоты питающего напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, соединенный со входом счетчика, выходы которого соединены со входами первого блока элементов

И и входами цифрового синусно-косинусного формирователя, синусные выхады которого соединены с входами вто" рого блока элементов И и входами первого преобразователя код-напряжение, косинусные выходы цифрового синусно-косинусного формирователя соединены с входами третьего блока элементов И и входами второго преобразо3 9421 вателя код-нап ряжение, выходы преобразователей код-напряжение подключены ко входам фаэовращателя, к выходу которого подключен нуль-орган, выход которого соединен с управляющими входами блоков элементов k (2)., Недостатками преобразователя является невысокая точность и быстродействие.

Цель изобретения - повышение точ- .1о ности и быстродействия преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор ; 15 импульсов, соединенный с входом счетчика, выходы которого соединены с входами первого блока элементов И и входами цифрового синусно-косинусного формирователя, синусные выходы ко- 20 торого соединены с входами второго блока элементов И, а косинусные - со входами третьего блока элементов И, преобразователи код-напряжение, фазовращатель и нуль-орган, выходы кото- гь рого соединены с управляющими входами блоков элементов И, введены интегрирую-:, щие и фазосдвигающие блоки, повторители напряжения и вычитатель, а входы преобраЗователей код-напряжение соединены с щ старшими разрядами соответственно синусных и косинусных выходов цифрового синусно-косинусного формирователя, выходы преобразователей код-напряжение через соответствующие интег- з рирующие блоки соединены с входами фазовращателя, первый выход которого о через последовательно соединенные первые повторитель напряжения и фа- > .зосдвигающий блок подключен к первому входу вычитателя, к второму входу которого через последовательно соединенные вторые повторитель напряжения и фазосдвигающий блок подключен второй выход фазовращателя, выход вычитателя соединен с входом нуль-органа, На чертеже изображена схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор в

1 импульсов, счетчик 2 импульсов, блоки 3-5 элементов И, цифровой синуснокосинусный формирователь 6, преобразователи 7 и 8 код-напряжение, интегрирующие блоки 9 и 10, фазовращатель ы

11, например СКВТ, повторители 12 и

13 напряжения, фаэосдвигающие блоки

14 и 15,вычитатель 16 и нуль-орган f7.

0I ф

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Двоичный N-разрядный счетчик 2 считает импульсы тактовой частоты fT, поступающие на его вход от генерато ра 1 импульсов, в результате чего на выходе счетчика 2 образуется линейный циклический код. Этот код с помо.-, щью цифрового синусно-косинусного формирователя 6 непрерывно преобразуется в коды синуса и косинуса чис-, ла, записанного в данный момент в счетчике 2. При этом разрядность N счетчика 2 выбирается, исходя из необходимой разрешающей способности преобразования угла в код, а разрядность Мф выходов формирователя 6из необходимой точности получения значений синуса и косинуса этого угла.

Коды синуса и косинуса с выходов формирователя 6 поступают соответственно на входы блоков 4 и 5 элементов

И, à и старших разрядов поступают также на входы биполярных преобразователей 7 и 8 код-напряжение. На выход, дах преобразователей 7 и 8 формируются кусочно-аппроксимированные напря". жения, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90 ° Уменьшение числа о участков аппороксимации выходных напряжений преобразователей 7 и 8 за счет подачи на их входы только и старших разрядов кодов синуса и косинуса позволяет снизить требования к быстродействию преобразователей 7 и

8 код-напряжение в 2" " раза, но, с другой стороны, приводит к соответствующему увеличению погрешности формирования квадратурных напряжений. Поэтому между преобразователями 7 и 8 и входными обмотками фазовращателя

11 введены интегрирующие блоки 9 и

10, осуществляющие сглаживание выходных напряжений преобразователей 7 и

8 на участках дискретизации. На выходах фазовращателя 11 образуются напряжения, сдвинутые по фазе относительно входных напряжений на угол, определяемый углом поворота ротора фазовращателя 11. Выходы фазовращателя 11 связаны с фаэосдвигающими блоками 14 и 15 через повторители 12 и

13 напряжения с большим входным сопротивлением, которые обеспечивают работу фазовращателя 11 (СКВТ) в режиме холостого хода и независимость регулировки фазосдвигающих блоков 14 и

15. Фазосдвигающий блок 14 осуществля9421 01

Формула изобретения

5 вт сдвиг фазы напряивния на + т-, а фазосдвигающий блок 15 - сдвиг Фазы напряжения на - -г;- . Напряжение г с фаэосдвигающих блоков 14 и 15 поступает на входы вычитателя 16, на выхо- S де которбго формируется синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе на угол, определяемый углом поворота фаэовращателя 11. Так как напряжение на выходе вычитателя 16 есть результат взаимодействия напряжений с двух выходных обмоток фазовращателя 11

СКВТ, сдвинутых фаэосдвигающими блоками 14 и 15 друг относительно друга на —, то влияние погрешностеи квад- 1

1e

2 ратурного питания на сформированный фазовый сдвиг значительно уменьшается, что приводит к существенному,уве.-. личению точности преобразователя.

Нуль-орган 17 вырабатывает импульс 20 в момент перехода через нуль от отрицательных значений к положительным синусоидального напряжения, поступающего с выхода вычитателя 16.

2S

Так как фазы напряжений, питающих фазовращатель 11, однозначно связаны с состоянием счетчика 2, а выходное напряжение вычитателя 16 сдвинуто по фазе на угол, определяемый углом по Зв ворота ротора фазовращателя 11, то в момент срабатывания нуль-органа 16 в счетчике 2 содержится кодовый эквивалент угла, а на выходах формирова- . теля 6 - кодовые эквиваленты синуса и косинуса угла поворота фазовращателя 11. Импульс с нуль-органа 17 разрешает передачу этой информации на выходы блоков 3-5 элементов И.

Если получение кодов синуса и косинуса угла не требуется, то блоки

4 и 5 элементов И могут быть исклоче-. ны, а разрядность и быстродействие формирователя 6 могут быть умень-4 шены.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, соединенный с входом счетчика, выходы которого .соединены с входами первого блока элементов И и входами цифрового синусно-косинусного формирователя, синусные выходы которого соединены с входами второго блока элементов И, а косинусные - с входами третьего блока элементов И, преобразователи код-напряжение, фазовращатель и нуль-орган, выход которого сое;. динен с управляющими входами блоков элементов И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразователя, в него введены интегрирующие и фазосдвигающие блоки, повторители напряжения и вычитатель, а входы преобразователей код-напряжение соединены со старшими разрядами соответственно синусных и косинусных выходов цифрового синусно-косинусного формирователя, выходы преобразователей код-напряжение через соответствующие интегрирующие блоки соединены с входами фазовращателя, первый выход которого через последовательно соединенные первый повторитель напряжения и Фазосдвигающий блок подключены к первому входу вычитателя, к второму входу которого через последовательно соединенные вторые повторители напряжения и фазосдвигающий блок подключен второй выход фазовращателя, выход вычитателя соединен с входом нуль-органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 520607 кл. G 08 С 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

tt 651386, кл. G 08 С 9/00. 1977 (прототип).