Преобразователь угла поворота вала в код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, выход которого подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и формирователю управлякяцих напряжений, один выход которого и один выход синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к фазочувствительному выпрямителю, другой выход формирователя управляющих напряжений подключен к управляющему входу блока преобразования напряжения во временной интервал, выход которого подключен к блоку преобразования временного интервала в код, о тли«ающийся тем, что, с цепью упрощения преобразователя и повьшения его быстродействия, выход фазочувствительного выпрямителя подключен к информационному входу блока преобразования напряжения во временной интервал. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что блок преобразования временного интервала в код содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь временного интервала в напряжение и преобразователь напряжения в код. 3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что функциональньй преобразователь временного интервала в напряжение содержит последовательно соединенные один источник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый (Л резисторы, последовательно соединенные другой источник опорного напряжения , пятый, шестой и седьмой резисторы , первый и второй информационные входы ключа соединены с общими выводами первого, второго резисторов и пятого, шестого резисторов соответственно, управляющий вход ключа является входом функционального преобразователя, общие выводы второго , третьего резисторов через первый конденсатор, общие выводы шестого , седьмого резисторов через второй конденсатор соединены с выходом ключа и с общей шиной, общие выводы третьего, четвертого резисторов соединены с Д1РУГИМ выводом седьмого резистора и подключены к входу усилителя и через третий конденсатор к другому выводу четвертого резистора и выходу усилителя,являющемуся выходом функционального преобразователя.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3(59 5 08 С 9/00

OllMCAHHE HSOEPETEHHR

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3636863/24-24 (22) 22. 08. 83, (46) 15. 11.84. Бюл. Р 42 (72) В.Б.Ибрагимов (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения института геологии АН АЗССР (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 591900, кл. G 08 С 9/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 809283, кл. G 08 С 9/04, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

В 890423, K . Cj 08 0 9/04, 1980 (прототип) ° (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, выход которого подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и формирователю управляющих напряжений, один выход которого и один выход синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к фазочувствительному выпрямителю, другой выход формирователя управляющих напряжений подключен к управляющему входу блока преобразования напряжения во временной интервал, выход которого подключен к блоку преобразования временного интервала в код, о т л и-. м а ю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повьппения его быстродействия, выход фазочувствительного выпрямителя подключен к информационному входу блока преобразования напряжения во временной интервал.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок преобразования временного интервала в код содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь временного интервала в напряжение и преобразователь напряжения в код.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что функциональный преобразователь временного интервала в напряжение содержит последовательно соединенные один источник опорного напряжения, Е

O первый, второй, третий и четвертый резисторы, последовательно соединенные другой источник опорного напряжения, пятый, шестой и седьмой резисторы, первый и второй информационные входы ключа соединены с общими выводами первого, второго резисторов и пятого, шестого резисторов соответственно, управляющий вход © ключа является входом функционального преобразователя, общие выводы второго, третьего резисторов через первый конденсатор, общие выводы шес- © того, седьмого резисторов через второй конденсатор соединены с выходом ключа и с общей шиной, общие выводы третьего, четвертого резисторов соединены с другим выводом седьмого резистора и подключены к входу усилителя и через третий конденсатор— к другому выводу четвертого резистора и выходу усилителя, являющемуся выходомфункционального преобразователя.

1 11243

Изобретение относится к автомати-1 ке и вычислительной технике и может быть использовано в информационноиэмерительных системах для построения аналого-цифровых преобразователей перемещений.

Известно устройство, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор, обмотка возбуждения которого подключена к источнику напряже- 10 ния питания, и аналого-цифровой преобразователь, выполненный в виде преобразователя напряжения в код, двухпозиционный переключатель, селектор октанта, блок констант и !5 преобразователь кода в код, причем синусная и косинусная выходные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены ко входам селектора октанта, третий 20 вход которого соединен с выходом источника напряжения питания, первый выход — с управляющим входом двухпозиционного переключателя, второй выход — с первым входом преобразовате- 25 ля кода в код, а третий выход — со входом блока констант, выход которого подключен ко второму входу преобразователя кода B код, третий вход которого соединен с выходом аналого- З0 цифрового преобразователя, а выход является выходом устройства, выходные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора через двухпозиционный переключатель соединены со входом аналого-цифрового преобразователя (1J .

Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленная наличием погрешности от нелинейности характеристики преобразования угол-код.

Известно также устройство, содержащее синусно-косинусный вращающий,ся трансформатор, обмотка возбужде-,4> ния которого подключена к источнику напряжения питания, аналого-цифровой преобразователь, выполненный в виде преобразователя напряжения в код, и функциональный преобразователь, двухпозиционный переключатель, ключ, блок управления, селектор октанта, блок констант и преобразователь кода в код, причем выходные синусная и косинусная обмотки синусно-косинусно- 5 го вращающегося трансформатора подключены ко входам селектора октанта, третий вход которого соединен с вы59 ходом источника напряжения питания, первый выход — с управляющим входом двухпозиционного переключателя, второй выход — с первым входом преобразователя кода в код, а третий выход— со входом блока констант, выход которого. подключен ко второму входу преобразователя кода в код, третий вход которого подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя, а выход является выходом устройства, выходные обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединены со входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого подклю— чен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом функционального преобразователя, первый выход — с управляющим входом ключа, второй выход — с четвертым входом селектора октанта, а третий выход — с преобразователем кода в код, второй выход которого соединен со входом функционального преобразователя, второй выход которого соединен через ключ со входом аналого-цифрового преобразователя j2).

Недостатком -этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что измерение угла поворота осуществляется за несколько тактов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, выход которого под- ключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и формирователю управляющих напряжений, один выход которого и один выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора подключены к фазочувствительному выпрямителю, другой выход формирователя управляющих напряжений подключен к управляющему входу блока преобразования напряжения во временной интервал, выход которого подключен к блоку преобразования временного интервала в код, фаэочувствительный преобразователь, компаратор и усилитель, причем первый вход компаратора подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя, а выход че— реэ усилитель — к информационному входу блока преобразования напряже1124359 ния во временной интервал, выход которого подключен к одному входу фазочувствительного преобразователя, другой вход фазочувствительного преобразователя соединен с выходом 5 формирователя сонусоидального напряжения, а выход подключен ко второму входу компаратора (3) .

Недостатками этого преобразователя являются его сложность и невысокое быстродействие, обусловленное значительным временем, затрачиваемым на формирование сигнала рассогласования, его усиление и отработку в замкнутой схеме компенсационного преобразователя состоящего из компаратора, усилителя и фазочувствительного преобразователя.

Целью изобретения является упрощение преобразователя и повышение О его быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем последовательно соединенные генератор, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, выход котоРого подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и формирователю управляющих напряжений, один ЗО выход которого и один выход синуснокосинусного вращающегося трансформатора подключены к фазочувствительному выпрямителю, другой выход формирователя управляющих напряжений под- З ключен к управляющему входу блока преобразования напряжения во временной интервал, выход которого подключен к блоку преобразования временного интервала в код, выход фаэо- 4р чувствительного выпрямителя подключен к информационному входу блока преобразования напряжения во временной интервал.

Блок преобразования временного 4 интервала в код содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь временного интервала в напряжение и преобразователь напряжения в код., 50

Функциональный преобразователь временного интервала в напряжение содержит последовательно соединенные один источник опорного напряжения, первый, второй, третий и четвертый 5S резисторы, последовательно соединенные другой источник опорного напряжения, пятый, шестой и седьмой резисторы, первый и второй информационные входы ключа соединены с общими выводами первого, второго резисторов и пятого, шестого резисторов соответственно, управляющий вход ключа является входом функционального преобразователя, общие выводы второго, третьего резисторов через первый конденсатор, общие выводы шестого, седьмого резисторов через второй конденсатор соединены с выходом ключа и с общей шиной, общие выводы третьего, четвертого резисторов соединены с другим выводом седьмого резистора и подключены к входу усилителя и через третий конденсатор—

1 к другому выводу четвертого резистора и выходу усилителя, являющемуся выходом функционального преобразователя.

На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя угла поворота вала в код, на фиг. 2 — принципиальная схема входящего в его состав функционального преобразователя вре-:. менного интервала в напряжение.

Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор 1, делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидального напряжения, синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 4 и фазочувствительный выпрямитель 5, формирователь 6 управляющих напряжений, вход которого подключен к выходу формирователя 3 синусоидального напряжения, а выходы соответственно — ко второму входу фазочувствительного выпрямителя и к управляющему входу блока 7 преобразования напряжения во временной интервал, информационный вход которого подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя, а выход — ко входу блока 8 преобразования временного интервала в код.

Блок 8 преобразования временного интервала в код содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь 9 временного интервала в напряжение и преобразователь

10 напряжения в код.

Функциональный преобразователь 9 временного интервала в напряжение содержит (фиг. 2) последовательно соединенные один источник 11 опорного напряжения, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 резисторы, последовательно соединенные другой

1124359

Импульсы с длительностью, пропорциональной BinЧ, с выхода блока 7 подаются на функциональный преобразователь 9, который представляет собой аппроксиматор с арксинусной характеристикой преобразования, построенный (фиг. 2) на основе операционного усилителя, двухпозиционного ключа, 10 семи резисторов и трех конденсаторов, один из которых включен в цепь обратной связи операционного усилителя.

Функциональная характеристика преобразования блока 9 опись1вается выражением

20 где 0а — опорное напряжение выходов источников 11 и 16; л

4 - длительность виходных импульсов блока 7, 25

"1.. ° Ry — значения соответствующих сопротивлений резисторов.

При выполнении условия

Rе = 15/кОм

30 R = 0,5 Я, (2)

R = 1,415%,;

2,286й„ зависимость (1) приближается к рациональной дроби вша

35 (3) Ко входу фаэочувствительного выпрямителя 5 подключено напряжение синусной обмотки СКВТ 4, которое выпрямителем 5 преобразуется в нап-,40 ряжение постоянного тока, а зто напряжение блоком 7 преобразуется в длительность Г импульсов, синхронизированных с импульсами запуска формирователя 6. 45 источник 16 опорного напряжения, пятый 17, шестой 18 и седьмой 19 резисторы, первый и второй информа;ционные входы ключа 20 соединены с общими выводами первого 12, второго

13 резисторов и пятого 17, шестого

18 резисторов соответственно, управляющий вход ключа является входом функционального преобразователя 9, общие выводы второго 13, третьего

14 резисторов через первый конденсатор 21, общие выводы шестого 18, седьмого 19 резисторов через второй конденсатор 22 соединены с выходом ключа 20 и с общей шиной, общие выводы третьего 14, четвертого 15 резисторов соединены с другим выводом седьмого 19 резистора и подключены к входу усилителя 23 и через третий конденсатор 24 — к другому выводу четвертого резистора 15 и выходу усилителя 23, являющемуся выходом функционального преобразователя 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, которая через делитель 2 частоты поступает на формирователь 3 сину» соидального напряжения, из которого формирователь 6 формирует напряжение управления кпючами фазочувствительного выпрямителя 5 и импульсы запуска блока 7. которая отображает арксинусную функцию с погрешностью, не превышающей

0,2X:

6! сЯ!О Я i + A (4) Напряжение О рр, пропорциональное в блоке 10 преобразуется в код н выдается на выход.

1124359 фиг. f

Составитель А.Смирнов

Редактор С.Тимохина Техред З,Палий Корректор О.Ти«р

Заказ 8287/41 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

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