Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В- КОД, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей шиной, а две Других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных вьшрямителей соответственно , другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго компараторов соответственно , генератор синусоидального напряжения , выход которого подключен к другому входу первого компаратора и через фазосдвигающий элемент - к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход - с источником тактовых импульсов , отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя , в него введен элемент сброса, выход которого подключен к другим.; входам интеграторов. LLf-bJ - i-i .lllJ ./

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

g 1) G 08 С 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I" H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3584925/18-24 (22) 01.02.83 (46) 07.08.84. Бюл.Р 29 (72) И.А.Махнев, Ю.Г.Войлов, С.Т.Петренко и А.В.Анищенко (53) 681.325(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9720457, кл. 6 08 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9682932, кл. О 08 С 9/04, 1977 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей виной, а две других вторичных. обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей соответственно, другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго компараторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора и через фазосдвигающий элемент — к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход — с источником тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введен элемент сброса, выход которого подключен к другим: входам интеграторов.

1107142

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие сельсин, подключенный к аналогоцифровому преобразователю, основанные на измерении амплитуды огибающей выходного напряжения сельсина f13.

Недостатком таких преобразователей является их невысокая точность.

Наиболее близким к изобретению яв15 ляется преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей

20 шиной, а две других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей соответственно, другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго ком

30 параторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к другому входу . первого компаратора и через фазосдвигающий элемент — к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент

И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального 40 напряжения, а третий вход — с источником тактовых импульсов 21.

Недостатком такого преобразователя является погрешность, вызванная изменением амплитуды выходных сигналов сельсина относительно выходного сигнала генератора синусоидального напряжения.

Цель изобретения — повьппение точ- 0 ности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей шиной, а две других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей соответственно, другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго компараторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора и через фазосдвигающий элемент к другому входу второго компаратора выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход— с источником тактовых импульсов, введен элемент сброса, выход которого подключен к другим входам интеграторов.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя, на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит фазочувствительные выпрямители 1 и 2, к входам которых подключен сельсин (датчик) 3, входящий в состав индикаторной передачи. Формирователь 4 опорного сигнала соединен с первичной обмоткой сельсина 3 и другими входами фаэочувствительных выпрямителей и 2, выходы которых подключены соответственно к входам интеграторов

5 и 6. Интеграторы 5 и 6 имеют специальные входы, при поступлении сигналов на которые на выходе интегра— торов 5 и 6 устанавливается напряжение равное нулю. Эти входы объединены и к ним подключен выход элемента 7 сброса, осуществляющего периодический сброс интеграторов 5 и 6.

Выходы интеграторов 5 и 6 подключены к первым входам двухпороговых компараторов 8 и 9. На выходе компараторов 8 и 9 сигнал логической единицы появляется при условии, что потенциалы на их первых и вторых входах равны (с учетом заданной точности).

К второму входу компаратора 8 подключен выход генератора 10 синусоидального напряжения.

К второму входу компаратора 9 подключен выход фазосдвигающего элемен1107142 та 11, на вход которого поступает напряжение от генератора 10. Элемент ,11 осуществляет сдвиг по фазе на 60 напряжения генератора 10, оставляя неизменной его амплитуду. Выходы ком- 5 параторов 8 и 9 через логический элемент И 12 подключены к входу

СТАРТ блока 13 преобразования интервала времени в код, представляющего собой счетчик тактовых-импульсов с ключевой схемой на входе. На входе

СТОП блока 13 сигнал поступает в момент времени, соответствующий начальной фазе выходного напряжения генератора 10. Цифровой код считывается в параллельной или последовательной форме с выходов блока 13.

На временной диаграмме (фиг.2) представлено: 1,П вЂ” напряжения на входах и выходе компаратора 8, Ш, 1Унапряжения на входах и выходе компаратора 9.

Принцип работы преобразователя угла поворота вала в код заключается в следующем.

Выходные напряжения сельсинадатчика при одной заземленной фазе равны

U = 3 Uq соя(с1.»- 1г 1, Г

1О

U„+ sing А зь sot (2) П =«/З q соз(- >) где oL — угол поворота вала сельсина, Uq — максимальное по углу о зна- 35 чение напряжения вторичной обмотки сельсина-датчика.

Обозначим о1.= -, 3

=А (4) откуда

t (5)

Период сигнала сброса интеграторов устанавливается большим величины

t из напряжения (5), чем обеспечивается выполнение равенства (4).

Выходной сигнал элемента И 12 является началом для преобразования интервала времени в код в блоке 13.

С момента прихода сигнала СТАРТ преобразователь осуществляет счет тактовых импульсов до момента прихода сигнала СТОП, который синхронизирован с начальной фазой генератора 10.

Промежуток времени между этими сигналами Сц(фиг.2) определяется из выражения.

tq6O =2>- o1 t

Используя выражение (3) и переходя к углу с,получаем для одного периода тогда

Uq = ГЗ U> sinp

Ug= 3 Ug sin(p f) После выпрямления напряжений фазочувствительными выпрямителями 1 и 2 на их выходах формируются напряжения постоянного тока

Бэ= U . sinp

П4= "м з1п (, ь- ), д где U — максимальное по углу Р значение выходного напряжения фазочувствительных выпрямигелей, Эти сигналы поступают на входы интеграторов 5 и 6. На выходах интеграторов напряжения изменяются по закону

Us= U sinP

Бе = U < s in (p-+>), где — текущее время

Т вЂ” посгоянная времени интегрирования.

На входах компараторов 8 и 9 эти сигналы сравниваются с выходными сигналами генератора 10 и фаэосдвигающего элемента 11. Условия срабатывания компараторов определяются уравнениями

U in(p- -Aain((a)t-$), где А — амплитуда выходных напряжений генератора 10 и элемента 11.

Выходы компараторов объединены элементом И 12, на выходе которого сигнал появляется только при одновременном срабатывании компараторов

8 и 9. Поэтому уравнения (1) и (2) следует решать совместно как систему уравнения. Решая эту систему относительно, находим р = +4 +- 23 n (3) где n E Р

Следствием решения системы является равенство

1107142

Составитель А. Смирнов

Редактор С. Пекарь Техред А,Кикемезей Корректор И.Шулла

Заказ 5762/35 Тираж 569 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

Измеряемый промежуток времени, а следовательно-и число подсчитанных

i тактовых импульсов пропорциональны углу поворота оЬ, Применение изобретения позволит повысить точность работы преобразователя в условиях воздействия дестабилизирующих факторов.