Преобразователь угла поворота вала в код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора, аналого-цифровой преобразователь и регистр хранения кода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, в него введены постоянное запоминагацее устройство, определитель октантов и блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ВЫХОДЫ аналогового коммутатора соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первых входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистра хранения кода, выходы синусно-косинусного вращающего трансформатора соединены с входами определителя октантов, выход которого соединен с. управляющим входом аналогового коммутатора, с вторым « входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ (Л ИЛИ и с вторым входом регистра хранения кода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИМИЯЮ

РЕСПУБЛИК

0% OO

ЗШ G 08 С 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф::

К ABTOPCHOMV СВИДВТОЬСТВМ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 35 27 854/18-24 (22) 24. 12. 82 (46) 28.02.84. Бкщ. 9 8 (72) Б.A.Кудряшов, Ю.С. Смирнов и A.Á.Øèìêîâ (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 875421, кл. G 08 С 9/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

М 826385, кл. 4 08 С 9/04, 1979 (прототип) . (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО-.

РОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращакщийся трансформатор, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора, аналого-цифровой преобразователь и регистр хранения кода, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью повъыения точности и упрощения, в него введены постоянное запоминакицее устройство, опреде- . литель октантов и блок элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы аналогового коммутатора соединены с входами аналого-uH4posox.о преобразователя, вйход которого соединен с входом постоянного запоминакщего устройства, выход которого соединен с первым входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистра хранения кода, выходы синусно-косинусного вращающего трансформатора соединены с входами определителя октантов, выход которого соединен с. управлякщим входом аналогового коммутатора, с вторым в

Ф входом блока элементов ЙСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и с вторым входом регистра хра нения кода.

107 6935

Изобретение относится к автомати« ке и измерительной технике, а именно к устройствам преобраэованйя угла поворота вала в цифровой код угла с синусно-косинусными вращающимися трансформаторами (CKBT), работающими в амплитудном режиме, функциональными потенциометрами или другими датчиками, в которых информация об угле представлена в виде двух квадратур ных гармонических составляющих. 10

Известен преобразователь угла поворота вала СКВТ в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, соединенный с определителем октантов и аналоговым коммута- 15 тором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с мультиплексором, выход определителя октантов соединен с входами аналогового коммутатора и формирователем конс-. тант, выход которого соединен с мультиплексором, с первым сумматором и с вторым сумматором, выход мультиплексора соединен с третьим сумматором, выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, блок управления, соединенный с первым и вторым дешифратором (1) .

Недостатком данного преобразователя является сравнительно большое время преобразования, что приводит к увеличению динамической ошибки преобразователя при больших угловых скоростях вращения вала CKBT.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий CKBT выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора и аналого- 4О цифрового преобразователя (AIIEI), регистр хранения кода, инверторы, соединенные с вторым коммутатором, выходы которого соединены с утройством сравнения и через делитель с преобразователем код-напряжение, выход которого соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с регистром октантов и регистром управления, фаэирующий формирователь, соединенный через распределитель со вторым коммутатором, регистром управления, регистром октантов и устройством сравнения (2j .

Недостатками известного преобразователя являются наличие методической ошибки реализации приближенной зависимости, которая манжет достигать 2 ., а также необходимость специальной разработки резистивного делителя напряжения и сложность пре- бО образов ателя.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора, аналогоцифровой преобразователь и регистр хранения кода, введены постоянное запоминающее устройство, определитель октантов и блок элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы аналогового коммутатора соединены с. входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом блока элементов ИСКЛЮЧАК>ЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистра хранения ко-: да, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединены с входами определителя октантов, выход которого соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, с вторым входом блока элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ и с вторым входом регистра хранения кода.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 и 4 вЂ” передаточные характеристики АЦП и ПЗУ.

Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор 1 (CKBT), определитель 2 октантов, аналоговый коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП), постоянное эапоминакщее устройство 5 (ПЗУ), блок б элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр 7 хранения кода.

Преобразователь работает следующим образом„.

Напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота oL, сравниваются с нулевым уровнем напряжения и между собой, в результате чего определяется номер октанта, в котором находится угол (.. Первым принят октант, в котором е&Ф U, cose>0, а sine « соя ; увеличение номера Октанта против часовой стрелки. По известному номеру октанта определяются сигналы, пропорциональ. ные синусу и косинусу угла Ф, приведенного в первый октант, по следующим выражениям

sing =(sin,eL) в 1, 4, 5 и 8 окcosp =(совс() тантах;

sing =(сов ) в 2, 3, 6 и 7 оксоз р (в1пм) тантах.

Путем линейного аналого-цифрового преобразования определяется код тангенса угла Р, при э".îì в качестве опорного сигнала и АЦП 4 используется сигнал, пропорциональный соэЯ, а в качестве измеряемоговЂ”

sin p., Далее код Р поступает на вход

ПЗу 5, которое осуществляет функциональное преобразование входной вели1076935

?оитонлт(ериетныд) Epwmoffm (четныд) пег.2

Составитель A.Cèäoðåíêo

Редактор Н.Ковалева Техред С.Легеэа Корректор A.Òÿñêî

Заказ 753/47 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 чины и формирует на выходе код угла . Код угла Я поступает на вход блока 6 элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого управляется младшим разрядом кода октантов ° Таким образом, в нечетных октантах, когда младший разряд кода октантов равен нулю, на выход блока 6 элемен. тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ проходит прямой код угла Р а в четных октантах, когда младший разряд кода октантов равен единице, на выходе блока 6 формируется инверсный код угла, дополняющий угол Р до величины ti /4, т,е. равный (Ф/4-() . С выхода блока 6 код угла Р или (4/4-$) подается на вход регистра 7 хранения кода, на другой вход которого с определителя 2 октантов поступает код октантов. В результате суммирования кодов на выходе регистра 7 хранения кода формируется код угла .

Применение предлагаемого преобразователя по сравнению с прототи1 пом обеспечивает более, чем в 2 раза повышение точности при одновременном упрощении его схемного построения. Снижение инструментальной составляющей ошибки эа счет исклю5 чения дополнительного преобразова" теля код-напряжение дает увеличение точности не менее, чем в два раза, а исключение методической составляющей ошибки, например, для 12 разряд10 ного .преобразователя позволяет повысить точ ность еще на 308.

Исключение по сравнению с прототипом высокоточного резистивного дели)5 теля с нестандартным соотношением плеч, т.е. требующего специальной разработки и прецизионной подгонки при изготовлении, .Упрощает устройство. Кроме того, построение преобра®О зователя предусматривает применение только стандартных интегральных микросхем, что снижает стоимость преобразователя.