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 ПОВОРО ТА ВАЛА В КОД, содержащий источник питания, выход которого соединен с входом датчика угла, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входами блока выбора октанта, первый и второй вы-ч ходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены с входами блока вычитания, реверсивный счетчик, прямые и инверсные выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены формирователь импульсов, ключ, два компаратора, два триггера , три элемента И, элемент ЙЖ, вход блока вычитания соединен через ключ с входами компараторов, выходы которых соединены с входами первого триггера, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами реверсивного счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, (О выход которого соединен с вторь1ми входами первого и второго элементов . И, выход источника питания соединен с входом формирователя импульсов, а с первый выход которого соединен с управляющим входом ключа и вторым входом второго триггера, а второй ю выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы трех 41ь старших разрядов реверсивного счетчиСО Од ка соединены с ц)ровыми входами блока вьйора октанта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

„„SU„„112436 3

А зш 5080904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по ДелАм изОБРетений и ОТНРытий (21) 3629596(24-24 (22) 28,07.83 (46) 15. 11.84. Бюл. Р 42 (72) Н.А.Иванов, Б.А.Сарычев, В.Ф.Ру. денко, П.П.Гараев и 10.Б.Куркин (53) 681.325(088.8) (56) 1. Патент CUA У 3636554, кл. 340-347, 1972.

2. Зверев А.E. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Ленинградское отд. "Энергия", 1974. с. 143. рис. 67 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРО.

ТА ВАЛА В КОЛ, содержащий источник питания, выход которого соединен с входом датчика угла, первый и второй выходы которого соединены е первым и вторым аналоговыми входами блока выбора октанта, первый н второй вы- ° ходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены с входами блока вычитания, реверсивный счетчик, прямые и инверсные выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены формирователь импульсов, ключ, два компаратора, два триггера, три элемента И, элемент ИЛИ, вход блока вычитания соединен через ключ с входами компараторов, выходы которых соединены с входами первого триггера, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами реверсивного счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов . И, выход источника питания соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа и вторым входом второго триггера, а второй выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выходы трех старших разрядов реверсивного счетчи. ка соединены с цифровыми входами блока выбора октанта. функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены со входами блока вычитания, ренерсивный счетчик, прямые и инверсные .выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональньм делителей напряжения, введены формирователь импульсов, ключ, два компаратора, два триггера, три элемента И, элемент ИЛИ, выход блока вычитания соединен через ключ со входами компараторов, выходы которых соединены со входами первого триггера, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены с йервым и вторым входами реверсивного счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, выход источника пита. ния соединен со входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа и вторым входом второго триггера, а второй выход соединен со вторым входом третьего элемента И, выходы трех старших разрядов реверсивного счетчика соединены с цифровыми входами блока выбора октанта.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 вЂ” временная диаграмма работы формирователя импульсов.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 питания, датчик 2 угла, формирователь 3 импульсов, блок 4 выбора октанта, реверсивный счетчик 5, функциональные делители 6 и 7 напряжения, блок 8 вычитания, ключ 9, элементы И 10-12, элемент ИЛИ 13, триггеры 14 и 15 и компараторы 16 и 17.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналы с выходов датчика 2, пропорциональные синусу и косинусу угла его поворота, поступают на блок 4 выбора октанта, управляемого кодом октанта, поступающим с трех старших разрядов реверсивного счетчика S.

Сигналы с выходов блока 4 поступают далее на входы функциональных делителей 6 и 7 напряжения, управляемых

1 1124361 з

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в измерительных системах и цифровых следящих системах.

Известен преобразователь угла поворота ротора сельсина в цифровой

5 код, содержащий сельсин, трансформатор, сумматор, два усилителя-ограничителя, двоичный счетчик (11 .

Недостатком этого преобразователя является то, что двоичный счетчик реагирует не только на полезный сигнал, но и на сигнал помехи, амплитуда которого выше порога чувствительности схемы управления двоичным счетчиком, Таким образом, для обеспечения помехоустойчивости преобразователя необходимо увеличить порог чувствительности схемы управления двоичным счетчиком вьппе максимальной амплитуды сигнала помехи, что влечет за собой снижение точности преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, выход которого соединен со входом датчика угла, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входа30 ми блока выбора октантов, первый и второй выходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены со входами блока вычитания, реверсивный счетчик, прямые и инверсные выходы младших разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения, усилитель, фазочувствительный выпрямитель, генератор импульсов (2) .

Недостатком известного преобразователя является низкая точность из-за влияния помехи на работу ревер. . 45 сивного счетчика.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, выход которого соединен со входом датчика угла, первый и вто. рой выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входами блока выбора октанта, первый и второй выходы которого соединены с аналоговыми входами первого и второго

1124361 соответственно прямым и инверсным кодами в пределах октанта, поступающими с младших разрядов ренерсивного счетчика 5. Сигналы с выходов функциональных делителей 6 и 7 напряжения подаются на входы блока 8 вычитания, с выхода которого сигнал рассогласования поступает через ключ 9 на входы компараторов 16 и

17. Работой ключа 9 выправляют стробирующие импульсы (с, на фиг. 2) поступающие с одного вйхода формирователя 3 импульсов. На другом выходе формирователя 3 импульсов присутствуют счетные импульсы (" cued на фиг. 2), сдвинутые относительно стробирующих импульсов на 90 эл.град.

Последовательности импульсов синхронизованы с частотой питания датчика

2, причем стробирующие импульсы соввЂ” падают по времени с моментом максимума сигнала рассогласования, а счетные импульсы вЂ” с моментом перехода сигнала рассогласования через ноль.

С приходом стробирующего импульса триггер 15 устанавливается в единичное состояние и подготавливает элемент И 12 для прохождения счетного импульса через него на входы элемен. тов И 10 и 11. Одновременно, в течение длительности стробирующего импульса, сигнал рассогласования через ключ 9 подается на входы компараторов 16 и 17. В зависимости от знака сигнала рассогласования, срабатывает один из компараторов 16 или 17, который переключает триггер 14 в нулевое или единичное состояния, что, в свою очередь, подготавливает прохождение счетного импульса через элемент И 10 или 11 на вход сложения или вход вычитания реверсивного счетчика 5.

С приходом счетного импульса ре,версивный счетчик 5 увеличивает или уменьшает свой код на одну единицу младшего разряда (в сторону уменьшения сигнала рассогласования). Одновременно счетный импульс с выхода элемента И 10 или 11 через элемент

ИЛИ 13 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, что препятствует прохождению на ренерсивный счетчик

5 счетного импульса до прихода следующего стробирующего импульса. Далее цикл повторяется.

Если фазы импульсов на выходах

1о формирователя 3 импульсов и сигнал рассогласования ор соответствуют временной диаграмме, представленной на фиг. 2, то сигнал U р будет всегда подаваться на входи компараторов

16 и 17 н моменты максимума своего амплитудного значения, что облегчает распознавание знака компараторами

16 и l7, так как в этот момент напряжение помехи, определяемой прежде

20 всего квадратурной составляющей, близко к нулю. В момент прихода счетного импульса ключ 9 закрыт, и помеха не может изменить состояние компараторов 16 и 17, а следовательно, 2д и состояние реверсивного счетчика 5.

Подача счетного импульса в моменты времени, когда 0Р = О, снижает уровень коммутационних помех, устраняет скачки напряжений и улучшает динамику преобразователя, что повышает точность егo работы. Кроме того, вероятность совпадения случайной помехи со временем прихода стробирующего импульса пренебрежимо мала, а значит и пренебрежимо мала нероят35 ность сбоев реверсивного счетчика 5 от случайной помехи.

Осуществление преобразования на переменном токе и подача стробирую40 щих импульсон в моменты равенства нулю квадратурной составляющей сигнала датчика 2, а счетных импульсов . в моменты перехода через ноль сиг-. нала рассогласования позволяет повы45 сить точность преобразователя угла поворота вала в код по сравнению с базовым примерно в 2 раза при использовании СКВТ 1 класса и в 4-5 раз при использонании СКВТ ill класса.

1124361

Составитель А.Сидоренко

Редактор С.Тимохина Техред Т.Фанта Корректор А.Тяско

Заказ 8287/41 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

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