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 первый генератор , выход которого соединен с первым входом преобразователя временных интервалов в код и через первый делитель частоты с входом первого фазорасщепителя,первый выход которо- . го соединен через первый компаратор с вторым входом первого преобразователя временных интервалов в код, второй компаратор, выход которого соединен с третьим входом первого преобразователя временных интервалов в код, сйнусно-косинусный датчик, о тличающий ся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразования, в него введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый компараторы, суммирующий блок,второй преобразователь временных интервалов в код, второй генератор, второй делитель частоты и второй фазорасщепитель , первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора и через третий компаратор с первым входом второго преобразователя временных интервалов в код, второй выход второго фазорасщепителя соединен с первым -входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с соответствующими входами синусно-косинусного датчика , первый выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом второго сумматора, один из выходов синусно-косинусного датО ) чика соединен через интегратор с первыми входами третьего и четвертого сумматора, а другой выход синусно-косинусного датчика соединен с вторыми входами третьего и четвертого сумматоров, выход третьего сумматора соединен с входом второго компаратора , выход четвертого сумматора соединен через четвертый компаратор с вторым входом второго преобразователя временных интервалов в код, выход второго генератора соединен с третьим входом преобразователя временных интервалов в код и через второй делитель частоты с вхо дом второго фазорасщепителя, выходы первого и второго преобразователей временных интервалов в код соединены с входами суммирующего блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (29) (22) 3(52) G 08 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3547736/18-24 (22) 07.12.82 (46) 15.07.84. Бюл. )) 26 (72) В.A.Kàðïoâ (71) Гомельский политехнический . институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Зверев A.E. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974,с.95.

2. Жарков A.Ï. и др. АЦП угла на вращающемся трансформаторе с цифровой коррекцией.-"Измерительная техника", 1978, )) 7, с. 27-29 (прототип). (54 ) (5 7) ПРЕО БРА ЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОЛ,содержащий первый генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временных интервалов в код и через первый делитель частоты с входом первого фазорасщепителя,первый выход которого соединен через первый компаратор с вторым входом первого преобразователя временных интервалов в код, второй компаратор, выход которого соединен с третьим входом первого преобразователя временных интервалов в код, синусно-косинусный датчик, о т л и ч-а ю шийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразования, в него введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый компараторы, суммирующий блок,. второй преобразователь временных интервалов в код, второй генератор, второй делитель частоты и второй фазорасщепитель, первый выход которого соединен с первым входом первого сум матора и через третий компаратор с первым входом вторОго преобразователя временных интервалов в код, второй выход второго фаэорасщепителя соединен с первым -входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с соответствующими входами синусно-косинусного дат чика, первый выход первого фаэорасщепителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход первого фаэорасщепителя соединен с вторым входом второго сумматора, один иэ выходов синусно-косинусного датчика соединен через интегратор с первыми входами третьего и четвертого сумматора, а другой выход синусно-косинусного датчика соединен с вторыми входами третьего и четвертого сумматоров, выход третьего сумматора соединен с входом второго компаратора, выход четвертого сумматора соединен через четвертый компаратор с вторым входом второго преобразователя временных интервалов s код, выход второго генератора соединен с третьим входом преобразователя временных интервалов в код и через второй делитель частоты с вхо дом второго фазорасщепителя, выходы первого и второго преобразователей временных .интервалов в код соединены с входами суммирующего блока.

1103272

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных и автоматических системах для преобразования угловых перемещений в цифровой код.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий синусно-косинусный датчик (СКД), первый выход которого соединен с первыми входами сумматора и блока вычитания а второй выход соединен через фаэосдвигающий блок с вторыми входами сумматора и блока вычитания (1) .

Недостатком известного преобразователя является наличие темпера- 15 турного дрейфа параметров при ограниченном диапазоне преобразования угла поворота вала.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угловых пе- рц ремещений в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временных интервалов в код и через делитель частоты с входом Фаэорасщепителя, вы- g5 ходы которого соединены с входами

СКД, выходы которого соединены через первый Фильтр обратной последовательности и первый компаратор с вторым входом преобразователя временных интервалов в код, выходы фазорасщепителя соединены через второй фильтр обратной последовательности и второй . компаратор с третьим входом преобразователя временных интервалов f2) .

Недостатком известного преобразователя является влияние на точность преобразования температурного дрейФа параметров цепей СКД и линии связи.

Цель изобретения вЂ” повышение тем- 4О пературной стабильности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла по- 45 ворота вала в код, содержащий первый генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временных.интервалов в код и через первый делитель частоты с входом первого фаэорасщепителя, первый выход которого соединен через первый компаратор с вторым входом первого преобразователя временных интервалов в код, второй компаратор, выход которого соединен с третьим входом первого преобразователя временных интервалов в код, синусно-косинусный датчик, введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый компараторы, суммирующий блок, 60 второй преобразователь временных интервалов в код, второй генератор, второй делитель частоты .и второй фаэорасщепитель, первый выход которого соединен с первым входом первого сум- 65 матора и через третий компаратор вЂ” с первым входом второго преобразователя временных интервалов в код, второй выход второго фазорасщепителя соединен с первым входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с соответствующими входами синусно-косинусного датчика, первый выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом второго сумматора, один иэ выходов синусно-косинусного датчика соединен через интегратор с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, а другой выход синусно-косинусного датчика соединен с вторыми входами третьего и четвертого сумматоров, выход третьего сумматора соединен с входом второго компаратора, выход четвертого сумматора соединен через четвертый компаратор с вторым входом второго преобразователя временных интервалов в код, выход второго генератора соединен с третьим входом преобразователя временных интервалов в код и через второй делитель частоты с входом второго фазорасщепителя, выходы первого и второго преобразователей временных интервалов в код соединены с входами суммирующего блока.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1, делитель 2 частоты, фазорасщепитель 3, СКД 4, интегратор 5, сумматор 6, компараторы 7 и 8, преобразователь 9 временных интервалов в код, сумматоры 10, 11 и 12, компараторы 13 и 14, преобразователь 15 временных интервалов в код, генератор 16, делитель 17 частоты, фазорасщепитель 18, суммирующий блок 19.

Преобразователь работает следующим образом. С помощью генератора 1, делителя

2 частоты и фазорасщепителя 3 формируются квадратурные напряжения сийусоидальной формы частоты Q

1, III

U =БсОзя,Ь ) 0 Е 610 я, .

С помощью генератора 16, делителя

17 частоты (коэффициенты деления делителя 2 частоты и делителя 17 частоты выбираются одинаковыми) и фазорасщепителя 18 формируются квадратурные напряжения синусоидальйой формы частоты и

1 II

18-Ecos 1 > О в = Eg nу 1

В сумматоре 10 происходит сложеI 1 ние напряжений и> и и«, а в сумматоре 11 вЂ” вычитание напряжений U

1103272 и U "8 . Выходные напряжения этих сумматоров

Е р = EcoS u>t i Е соб a>t, .Е„= Е sin 4i, t -Е sin uzt

4 гдето«,p<2- коэфФициенты передачи сумматора 12 по одному и другому входам.

При выполнении соотношения

K(ц,).К.„,= ы,, на выходе сумматора

12 будет найряжение частоты используются в качестве питающих для СКД 4. В результате на выходах

СКД 4 будут напряжения (при условии близости Q,,и td<) 10

Е *БК cos(4 -а<р )tEK1p cos(zt+ )

E < = 1 K T> 111 (4) t -1 > P„)- Е К, 1, 6i H (4) t + 4 1 P g )

15 где Ь вЂ” угловое перемещение, К> . Ктр HP,Pj- коэффициенты трансформации и Фазовые сдвиги, вносимые СКД и линией связи соответственно на частотах ы, и (og

После интегрирования напряжения

Е4 на выходе интегратора 5 получаем следующее напряжение . О =Е К, К(и1) e1n(v1t-e i p,1

ЕК р2К(ИД 1 "(г1 " ф7 где k(v,),K(©q) вЂ” коэФФициенты передачи интегратора 5 соответсгвенно на частотах я, и И 30

Далее в сумматоре б происходит суммирование напряжений О и Е4

6 5 6л О káëэ

35 где Кь„Kqg вЂ” коэФфициенты передачи сум. матора б по одному и другому вхч1дам.

При выполнении соотношения

К(я ).K;„ =.К . на выходе сумматора б будет присутствовать напряжение частоты и<

06 = Е К р1С" (1р ) " 6.1+ "Ь г1 Sin (u t -ac+ p,ñ,) °

В сумматоре 12 происходит вычитание сигналов О и Е,, 45

"1q=Оg КK«q Е К«

0,2-ЕК, ((ыа " + g 1э1л(ы Д к f z).

Сигналы Оь и О, через компараторы 7 и 13 подаются на входы преобразователей 9 и 15 временных интервалов, на другие входы которых подаются сигналы с выходов фазорасщепителей 3 и 18, через компараторы 8 и

14. Высокочастотные колебания генератора 1 и генератора 16 используются в качестве заполняющих импульсов, причем выходной код преобразователя

9 временных интервалов пропорциона1 лен дополнению фазового сдвига между сигналами О6 и О до 360, а выходной код преобразователя 15 времен-ных интервалов в код пропорцяонален фазовому сдвигу между напряжением

О1 и О . В результате на выходах преобразователей 9 и 15 временных интервалов в код будут коды

Н> а1 Р1, Ч(После суммирования этих кодов в суммирующем блоке 19 выходной код преобразователя примет выражение

М =2ж Pq

Как видно из последнего выражения, величины 1 и характеризующие фаэовые сдвиги, вносимые СКД 4 и линией связи, компенсируют друг друга (причем степень компенсации тем выше., чем ближе частоты И, и(d ))

Я)1 а их изменение носит второй порядок малости.

Кроме того, в предлагаемом устройстве в два раза повышена чувствительность преобразования без сужения диапазона преобразования.

1103272

Составитель А. Сидоренко

Техред Т.Хаточка е

Корректор Л.дилипенко

Редактор Л.Алексеенко

Подписное

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

Заказ 5033/39 Тираж 5бф

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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