СССР о делам изобретений и открытий () УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 07.03.83 (71.) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для свяэи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной.

Известен преобразователь, содержащий фаэовращатель, входы и выходы которого через нуль-органы подключены к установочным входам триггеров, выходы триггеров подключены к управляющим входам элементов И, другие входы которых непосредственно и через элементы задержки подключены к генератору импульсов, выходы элементов И через элемент ИЛИ подключены к счетчику импульсов (11.

Недостатком данного преобразователя являются погрешности, вызванные температурными и временными нестабильностями срабатывания нуль-ар ганов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержащий СКВТ, работающий в режиме фазовращателя с двухфазным 1титанием, переключатель, два нуль;органа, две схемы совпаде-. ния, два триггера, логическую схему, счетчик, генераторы импульсов и,синусоидального двухфазного напря ження и блок управления 2 ).

Достоинством прототипа является возможность получения большой точ« ности при малых. скоростях вращения вала путем исключения влияний температурных и временных погрешностей нуль-органов. Недостатками прототипа являются наличие большого времени преобразования, равного четырем периодам опорного напряжения, и большой динамической погрешности.

Время преобразования, равное четырем периодам опорного напряжения, обусловлено последовательным преобразованием информации от каждой иэ вторичных обмоток фазовращателя.

Цель изобретения вЂ” повьввение быстродействия преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращателя подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена .к одной иэ . первичных обмоток фаэовращателя, другая первичная обмотка фазовращателя подключена к первому выходу ге1003122 нератора синусоидального двухфазно- го напряжения, второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока-управления, выходы блока управления соединены с соответствующими входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другими входами элементов И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напряжения, введены сум- 15 матор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом 20 второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом пер- 25 вого счетчика.

На фиг. 1 показана гтруктурная схема преобразователя; на фиг. 2 вЂ” временные диаграммы, поясняющие его работу. 30

Преобразователь содержит фазовращатель 1, генератор 2 синусоидального двухфазного напряжения, генератор 3 импульсов, блок 4 управления, переключатель 5, нуль-органы б и 7, элементы H 8-11, триггеры 12 и 13, счет- чики 14,сумматор 15 и счетчик 16.

В первом положении переключателя

5 к нуль-органам б и 7 присоединен опорный выход генератора 2, во втором положении - соответствующие вторичные обмотки фазовращателя 1.

Выход элемента И 8 присоединен к единичному входу триггера 12, а выход элемента И 9 присоединен к нулевому входу этого триггера.

Выход элемента И 10 присоединен к единичному входу триггера 13, а выход элемента И 11 вЂ” к нулевому входу этого триггера. Входы сбросов триггеров 12 и 13 соединейы вместе и при- 50 соединены к блоку 4 управления.

Выход триггера 12 присоединен к управляющему входу и -разрядного счетчика 14, а выход триггера 13 вЂ” к управляющему входу и-разрядного 55 счетчика 16.

Счетные входы счетчиков 14 и 16 соединены вместе и подключены к выходу генератора 3 импульсов. Входы сбросов счетчиков соединены вместе и при- 60 соединены к блоку 4 управления.

Цикл кодирования угла занимает два периода выходного напряжения генератора 2. С этого генератора снимаются два синусоидальных напряжения и ц и 65

И6, сдвинутые между собой по фазе на

90О. Частота этих напряжений в 2 .и раза меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3.

Выходные напряжения Ис, и Иб генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя 1. Фазы напряжений на вторичных синусной и косинусной обмотках фазовращателя зависят оТ угла поворота ротора фазовращателя. Напряжение, снимаемое с вторичной косицусной обмотки, опережает по фазе напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки, на 90 . Одно из выходных напряжений генератора 2

И принято за опорное и подано на блок 4 управления, на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов.

Блок управления может быть выполнен, например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжением

И с точностью одного или несколькйх периодов генератора 3 импульсов. На выходе блока 4 управления формируются сигнал переключения

ИВ(фиг. 2), сигнал включения опорных импульсов И, сигнал включения рабо- чих импульсов И и сигнал сброса

И . Сигнал включения опорных импульсов Иг перекрывает по длительности момент положительного перехода через ноль опорного напряжения

Ис. Сигнал И подается в начале первого периода опорного напряжения И .

Сигнал И принимает состояние "1" по окончании сигнала И, и "0" по окончании сигнала Ид. Сигнал включения рабочих импульсов И, перекрывает по дли тель нос ти в торой период опорного напряжения И . Перед сигналом включения опорнйх импульсов И„ подается импульс сброса счетчиков И . В исходном состоянии сигнал переключения И> равен нулю и на входы нуль-органов 6 и 7 через переключатель 5 поступает опорное напряжение И .

В момент положительного перехода этого напряжения через ноль на выходе нуль-органов возникают импульсы, называемые опорными. При совпаденни этих импульсов с сигналом включения опорных импульсов И на выходах элементов И 8 и 10 появляются импульсы И,„ и И, соответственно, которые устанавливают триггеры 12 и 13 в состояние "1". При этом на управляющие входы счетчиков

14 и 16 поступают сигналы разрешения счета ИЗ и Ий, импульсы с генератора 3 имйульсов начинают заполнять счетчики. В первом периоде опорного напряжения И сигнал пере1003122

50 ключения И принимает состояние "1" в ,и переключатель 5 переводится во второе положение, при котором к выходам. нуль-органов подключаются соответствующие вторичные обмотки фазовраща. теля. Фазы М„и Ч2 напряжений И„и

Ио измеренные относительно опорного напряжения И зависят от угла поворота ротора фазовращателя. В моменты положительного перехода через ноль напряжений вторичных обмоток фазовра-1О щателя на выходах нуль-органов 6 и 7 возникают импульсы, называемые рабочмми. Временные сдвиги t и t2 этих импульсов относительно момента перехода. через ноль опорного напряжения

И пропорциональны фазам Ч„ и напряжения на вторичных обмотках фазоврацателя . При совпадении рабочих импульсов с сигналом включения рабочих импульсов И на выходах элементов20

И 9 и 11 появляются импульсы И А и И, устанавливающие триггеры 12 и 13 в положение "0" соответственно. При этом на управляюцих входах счетчиков 14 и 16 прекращаются сигналы 25 разрешения счета и счет импульсов от генератора 3 импульсов счетчиками заканчивается. Коды в счетчиках 14 и 16, накопленные к этим моментам времени, пропорциональны временными 3Q интервалами,, и t> между опорными и рабочими имйульсами, а следовательно, и фазовым сдвигам Ч., и напряжения вторичных обмоток. Код на выходе сумматора 15 после окончания кодирования пропорционален 1+ 2 = 2 ., + 2 и соответственно углу поворота ротора фазовращателя 1.

Таким образом, преобразователь, сохраняя все положительные качества 4О прототипа, имеет преимущество вЂ” меньшую длительность цикла преобразования информации, составляющего только два периода опорного напряжения.

Уменьшение времени преобразования по сравнению с прототипом полу- 4> чено путем одновременного преобразования информации от каждой из вторичных обмоток фаэовращателя.

В результате использования предлагаемого преобразователя для преобразования углов поворота ротора датчика типа СКВТ, расположенного на вращающемся валу, ошибки преобразов ания, связанные со скоростью вращения вала, уменьшены в два раза по сравнению с аналогичными ошибками, возникающими при использовании преобразователя-прототипа.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фаэовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращения подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена к одной из первичных обмоток фазовращателя, другая первичная обмотка фаэовращателя подключена к первому выходу генератора синусоидального двухфазного напряжения,. второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока управления, выходы блока управления соединены с одними входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другимн входами элементов

И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нйго введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 594515, кл. С; 08 С 9/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

0 486340, кл. Q 08 С 9/04, 1973 (прототип ).

1003 122

1003122

Составитель Б. Барбараш редактор A. Ворович Техред: M.Êoøòóðà Корректор A . .Ференд

Заказ 1567/34 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4