Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРА:ЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА в код по авт. св. (Л 903929 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения Лреобразовател-я, в него введены селектор октанта, коммутатор, компаратор, третий преобразователь код - напряжение и четвертый блок элементов И, входы селектора октанта соединены со статорной и.роторными обмотками синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход с управляющим входам коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувствительных детекторов, первый выход с первым входом компаратора, а второй выход - с аналоговым входом третьего преобразователя код напряжение , цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход - к второму входу компаратора , выход которого подключен к управляющему вxoдУ четвертого блока элементов И, информационный вход (Л которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвертым выходом преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 1(51) G 08 С 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 903929 (21) 3615861/18-24 (22) 21.04.83 (46) 15.09.84. Бюл. Р 34 (72) В.Б.Ибрагимов (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения института геологии AH Азербайджанской CCP (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 903929, кл. G 08 С 9/04, 1980 (прототип), (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт. св. )) 903929 отли чающий сятем,что, с целью расширения области применения преобразователя, в него вве— дены селектор октанта, коммутатор, компаратор, третий преобразователь код — напряжение и четнертый блок элементов И, входы селектора октанта соединены со стат орной и роторными обмотками синусно-косинусного вра-— щающегося трансформатора, а выход с управляющим входам коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувстни-. тельных детекторов, первый выход с первым входом компаратора, а второй выход — с аналоговым входом третьего преобразователя код напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход — к второму входу компаратора, выход которого подкл)0чен к управляющему входу четвертого бло- Я ка элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвер» тым выходом преобразонателя, 1113830

40

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

По основному авт.св, 9903929 известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор им пульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного фор ягрователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код-напряжение и второго блока элементов И, второй выход циф. рового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя код-напряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, блок фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами преобразователей код — напряжение, а выход с входом нуль-органа, входы блока фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы — с входами преобразователей код — напряжение (1J.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности для воспроизведения тангенсной (котангенсной) зависимости.

Цель изобретения — расширение области применения преобразователя, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены селектор октанта, коммутатор, ком- паратор, третий преобразователь коднапряжение и четвертый блок элементов И, входы селектора октанта сое-. динены со статорной и роторными обмотками синусно-косинусного вращаю- щегося трансформатора, а выход — с управляющим входом коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувствительных детекторов, первый выход — с первым входом компаратора, а второй выход — с аналоговым входом третьего преобразователя код-напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход — к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу четвертого блока элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвертым выходом преобразователя.

На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с входом счетчика 2, первый выход которого подключен к информационному входу первого блока 3 элементов И, а второй выход — к входу циф. рового синусно-косинусного формирователя 4, выходы которого соединены с информационными входами второго 5 и третьего 6 блоков элементов И, а также с цифровыми входами первого 7 и второго 8 преобразователей код-напряжение, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (CKBT) 9, статорная обмотка возбуждения которого подключена к источнику напряжения питания (не показан), а роторные синусная и косинусная обмотки к сигнальным входам блока 10 фазочув. ствительных детекторов, опорные входы которого соединены с выходом источника напряжения питания, а вы-ходы — с аналоговыми входами первого и второго преобразователей коднайряжение, выходы которых соединены с входами суммирующего усилителя 11, выход которого через нуль-орган 12 подключен к управляющим входам первого, второго и третьего блоков элементов И, выходы которых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, и селектор 13 октанта, входы которого соединены со статорными и роторными обмотками СКВТ, а выход— с управляющим входом коммутатора

14, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочув-. ствительных детекторов, первый выход — с первым входом компаратора

15, а второй выход — с аналоговым входом третьего преобразователя

16 код-напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход — к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу четвертого блока 17 элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвертым выходом преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на счетчик 2, на выходах которого формируется циклический код (код цифровой линейной развертки. ((р), образующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает на информационные входы блоков 3 и 17 элементов И и на адресный вход цифрового Формирователя 4, который выда.

1 1383О связанные с Ч синусной и кисинусной зависимостями, на информационные входы блоков 6 и 5 элементов И, а также на цифровые входы преобразователей 8 и 7 коднапряжение соответственно.

На статорную обмотку возбуждения

CKBT 9 подается напряжение 0я питания, а с роторных обмоток снимаются напряжения вида:

1О

Н„= КОЬ п „С ь!п9, (<)

V%=KUNSIn „t ье, где Ощ,ьз — амплитудное значение и круговая частота напряжения питания;

К, 9 — коэффициент трансформации и угол поворота ротора СКВТ .

Эти напряжения детектируются блоком 10, с выходов которого снимаются напряжения вида:

20

О„,= u>„nQ; 1 мак = исоь &, 25

Напряжения Ояс, U к постУпают на аналоговые входы преобразователей 7 и 8 соответственно, осуществляющих цифро-аналоговое перемножение U,c N U« No . В Результате на выходах преобразователей форми,руются напряжения вида:

О = Оын 6-cos et;

О), О4 = Ость 9.s>n g <, 35 где ы,в=2 i t>/у — круговая частота (Eв — частота следования импульсов генератора 1) П вЂ” разрядность преобразователя) . 40

Напряжения 0 3, 04 поцают ся на суммирующий усилитель 11, выходное напряжение которого (при условии равенства коэффициентов передачи к = к — — к по инвертирующему и неинвертирующему 45 входам ) записывается следующим обраUe = КО sin(wet -9) . (4) Таким образом, на выходе суммирующего усилителя 11 формируется синусоидальное напряжение с частотой определяемой частотой следовани импульсов генератора 1.и разрядностью преобразователя, и со сдвигом фазы, определяемым углом поворота 8 ротора

CKBT. Как видно из выражения (4), фазовый сдвиг, пропорциональный 9,, не зависит ни от частоты, ни от ампли.туды питающего напряжения 0> а время преобразования определяется только частотой следования импуль- 60 сов генератора 1 и разрядностью преобразователя, Напряжение U с выхода сумвярующего усилителя 11 поступает на нульорган 12, который формирует импульсы 65 в моменты перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицатель ного значения к положительному.

Эти импульсы поступают на вторые (управляющие) входы блоков 3,5 и 6 элементов И, разрешая считывание кодов с выходов счетчика 2 и цифрового формирователя 4. Так как в момент срабатывания нуль-органа содаржимое счетчика и формирователя представляет собой цифровой эквивалент. угла, синуса и косинуса угла поворота 9, то с выходов блоков 3, 5 и 6 элементов И в данный момент времени могут быть считаны значения кодов угла (N ), косинуса (Nq) и синуса (Б ) угла поворота ротора CKBT

Селектор 13 октанта — по результатам анализа знака фазы (относительно Qn ) и соотнсшения амплитуд выходных напряжений 0,и 0 СКВТ 9 определяет октант угла поворота 6 и управляет коммутатором 14 таким образом, чтобы в каждом октанте под. ключнть к первому входу компаратора

15 меньшее (U„ ), а к аналоговому входу преобразователя 16 код-напряжение — большее (06 ) иэ выходных напряжений U c, Uee блока 10 (в 1, 4,5 и 8 октантах Ом=0„, Ug =04» ) во 2, 3, 6 и 7 октант ах 0 =0 », U5 =Vic ) ° Преобраъователь 16 код-напряжение, на цифровой вход которого поступает код Np линейной разверТки с выхода счетчика 2, реализует операцию цнфро-аналового перемножения Np ° 0

Ч. Например, в первом октанте на выходе преобразователя 16 формируется напряжение вида

Осо 8 .(

U c =Us; . В момент времени соответствующий равенству

Оь «Å =acomia (wet„) (5) компаратор 15 выдает импульс, который поступает на управляющий вход блока 17 и разрешает считывание кода с выхода счетчика 2 в следующем видев

В

H<(t„) =N,= К tqe,(Ь) где К = const.

Во втором охаите (U Äc подается на аналоговый вход преобразователя

16, U e„- иа первый вход компаРатоРа

15) айалогично получаем в момент равенства

О соъ9 =Оэмй (ve t «) 1113830

14 dye И) Составитель К,Смирнов

Редактор М.Петрова Техред M. Тепер Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6623/42 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул,Проектная, 4 фиксируемого компаратором 15, код й„ на четвертом выходе устройства

Таким обраэбм, предлагаемый ïðåобразователь позволяет формировать дополнительную тангенсную и контангенсную зависимости, что расширяет его функциональные воэможности.