Способ преобразования угла поворота вала в код

 

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, основанный на предварительном преобразовании угла поворота в исходные напряжения переменного тока с тригонометрической зависимостью огибающей каждого напряжения от угла поворота и сдвигом огибающих по фазе, кратным 90, последующем преобразовании этих напряжений в систему многофазных сигналов, каждый из которых по отношению к соседним сдвинут на фазе огибающей на угол, равный требуемой дискретности преобразования, и последующем сравнении напряжения системы многофазных сигналов с нулевым уровнем с Представлением результата сравнения в виде числа отсчетных импульсов постоянной амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, для формирования системы многофазных сигналов в первом квадранте принимают одно из двух исходных напряжений за опорное, уравнивают второе напряжение по амплитуде с опорным, векторно складывают уравненные исходные напряжения, полученное первичное су 1арное напряжение уравнивают по амплитуде с опорным напряжением, затем попарно векторно складьгеают его с опорным и уравненными исходными напряжениями, а полученные вторичные суммарные напряжения вновь (Л уравнивают по амплитуде с опорным напряжением и затем попарно векторно складывают их с уравненными напряжениями , полученными в результате предьщущих действий, являющимися ближайшими к вторичным по фазовому сдвигу огибающих, а указанные Од действия производят число раз, Од определяемое требуемой дискретносоо тью преобразования, при этом в других квадрантах описанные для первоСП го квадранта операции, выполняются аналогичньм образом.

(19) ((1):

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

НН Л и

РЕСПИГИ.ПИН

4(5!) Н 03 M 1/26

ГОСУД ТВЕННО HOMVTET CCCP

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ) „ +fg « ч „Р1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3393588/24-24 (22) 11 .02.82 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) И.В; Баскакова, Л.И Головина, В.В.Меер и А.И. Перепелкин (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 385304, кл. С 08 С 9/04, 1973.

2. Авторское свидетельство CCCPIt- 674069, кл. G 08 С 9/06, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, основанный на предварительном преобразовании угла поворота в исходные напряжения переменного тока с тригонометрической зависимостью огибающей каждого напряжения от угла поворота и. сдвигом огибающих по фазе, кратным 90, последующем преобразовании этих напряжений в систему многофазных сигналов, каждый иэ которых по отношению к соседним сдвинут на фазе огибающей на угол, равный требуемой дискретности преобразования, и последующем сравнении напряжения системы многофазных сигналов с нулевым уровнем с представлением результата сравнения в виде числа отсчетных импульсов постоянной амплитуды, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, для формирования системы многофазных сигналов в первом квадранте принимают одно Н3 двух исходных напряжений за опорное, уравнивают второе напряжение по амплитуде с опорным, векторно складывают уравненные исходные напряжения, полученное первичное суммарное напряжение уравнивают по амплитуде с опорным напряжением, затем попарно векторно складывают его с опорным и уравненными исходными напряжениями, а полученные вторичные суммарные напряжения вновь уравнивают по амплитуде с опорным напряжением и затем попарно векторно складывают их с уравненными напряжениями, полученными в результате предыдущих действий, являющимися ближайшими к вторичным по фазовому сдвигу огибающих, а указанные действия производят числб раз, определяемое требуемой дискретностью преобразования, при этом в других квадрантах описанные для первого квадранта операции, выполняются аналогичным образом.

1166305

Изобретение относится к автома- тике, конкретно к способам преобразования углового положения вала в код, и может использоваться для .преобразования формы представления информации в автоматизированных системах.

Известен способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на предварительном преобразовании 10 угла поворота в исходные напряжения переменного тока с тригонометрической зависимостью огибающей каждого напряжения от угла поворота и сдвигом Огибающих по фазе, кратным

90, последующем преобразовании этих напряжений в систему многофазных сигналов, каждый иэ которых по отношению к соседним сдвинут по фазе огибающей на угол, равный дискретности 20 преобразования, и формировании отсчетно импульсов постоянной ампли- туды (1 ), Недостатком этого способа являетея низкая разрешающая способность, р обусловленная принципом формирования, системы многойазных сигналов. Наиболее близким к изобретению является способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на предварительном преобразовании угла поворота в исходные напряжения переменного тока с тригонометрической зависимостью огибающей каждого напряжения от угла поворота и сдвигом 35 огибающих по фазе, кратным 90, последующем преобразовании этих напряжений в систему многофазных сигналов, каждый из которых по отношению к соседним сдвинут по фазе огибаю- 40 щей на угол, равный требуемой диск ретности преобразования, и последующем сравнении напряжений системы многофазных сигналов с нулевым уровнем с представлением результата срав-45 нения в виде числа отсчетных импульсов постоянной амплитуды, Иногофазная система сигналов образуется в результате сложения ортогональных напряжений с умножением их амплитуд 50 на соответствующие масштабные коэффициенты А и В, связанные между

В собой соотношением — = tgl причем

А неточность преобразования по данно- 55 му способу обусловлена трансформацией погрешности б"„ коэффициента первичного преобразования угла поворота в исходные напряжения и погрешности тР„ „ установки указанных масштабных коэффициентов с удельным весом, равным (! )

1+

Однако для известного способа характерна недостаточная точность, обусловленная суммарным влиянием

d" + д",„ с одинаковым удельным весом (1) на погрешность формирования угла..

Цель изобретения †повышен точности преобразования угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что при способе преобразования угла поворота вала в код, основанном на предварительном преобразовании угла поворота в исходные напряжения переменного тока с тригонометрической зависимостью огибающей каждого напряжения от угла поворота и сдвигом огибающих по фазе, кратным

90, последующем преобразовании этих напряжений в систему многофазных сигналов, каждый из которых по отношению к соседним сдвинут по фазе огибающей на угол, равный требуемой дискретности преобразования, и. последующем сравнении напряжений системы многофазных сигналов с нулевым уровнем с представлением результата сравнения в виде числа отсчетных импульсов постоянной амплитуды, для формирования системы многофазных сигналов в первом квадранте одно из двух исходных напряжений принимают за опорное, уравнивают второе напряжение по амплитуде с опорным, векторно складывают уравненные исходные напряжения, полученное первичное суммарное напряжение уравнивают по амплитуде с опорным напряжением, затем попарно векторно складывают его G, опорным и уравненными исходными напряжениями, а полученные вторичные суммарные напряжения вновь уравнивают по амплитуде с опорным напряжением и затем попарно векторно складывают их с уравненными напряжениями, полученными в результате предыдущих действий, являющимися ближайшими к вторичным по фаэовому сдвигу

3 1166305 огибакнщих, а указанные действия произ- и углом сдвига фаз относительно водят число раз, определяемое тре- слагаемых, равным буемой дискретностью преобразования, Ы у 4 g 11 k5 45 + g 22 ные для первого квадранта операции выполняются аналогичным образом.

На фиг. 1 приведена векторная ди(+} аграмма амплитуд напряжения, поясгде 4о — абсолатная погрешность няющая принцип формирования систе- сдвига,. обусловленная погрешностью мы многофазных сигналов; На фиг. 2 — 1б з уравнения амплитуд вторичных

d пример структурной реализации спо- напряжений перед тРетьим сложением, соба с выполнением предварительного Аналогичньм образом можно устапреобразования угла в исходные напрясинусно-косинусного Õ -й ступени сложения равна

При способе для исключения по- д ; Э гранности сдвига Фаэ, обусловлеНной .. >

K-È4 относительной погрешностью коэффи-. 12 . 2 циеитов передачи при первичном преоб-.. Hs выражения (5) очевидно суразовании, одно из исходных напряже- 2р щественное уменьшение погрешности

l. ний принимают за опорное, а второе при способе за счет исключения поуравнивают по амплитуде опорного, грешности относительной неточности затем их векторно складывают, полу- коэффициентов передачи датчика угчая первичное напряжение с амнлиту- ла и за счет последовательного дой А1 и сдвигом фаз относительно g5 уменьшения чувствительности к поисходных напряжений грешности уравнивания по закону reo о +,метрической прогрессии со знаменателем 1j2 и соответствунш им мнод" .жителем, равным тангенсу угла сдвй1 о

Ь4 1 игс 1 Н с. Е 5 (} 5б га фаз, получаемого на очередной

2+1 ступени двоичного расщепления угла сдвига фаз. где А 1- абсолютная пОгрешность Для реализации способа s каждом сдвига фаз, обусловленная относитель- квадранте ILoäêðóâòcÿ К21 угловых ной погрешностью с „ уравнивания сла-! положений вала, где к- число стугаемых перед первьи .сложением.. 35 пеней сложения сигналов.

Первичное напряжение уравнивают Достигаемая при этом дискретность по амплитуде опорного и попарно векторно складывают его с уравненными преобразования составляет ЫЗ и

2 исходными напряжениями, получая вто- может быть изменена выбором числа %. ричные напряжения с амплитудой А и углом. сдвига фаз относительно исходУстройство преобразования угла поворота в код, реализующее способ для 1сЗ (фиг. 2), содержит датчик 1 .

45 + 4g22,5 Угла (CKBT), инвертор 2, масштабный

45 блок 3, суммирующий блок 4, масштабгде дс — абсолютная погрешность сдви- ный блок 5, сУмкиРУющий блок 6й га фаз, обусловленная относительной acma6wrA 6sxor< ° погрешностью с " уравнивания амплиту- блок 8, блок компараторов 9, ре2. ф рым сложением. 50 управления °

Полученные вторичные напряжения Совокупность прямых и инверсных вновь уравнивают по амплитуде с . выходных напряжеиий датчика 1 угопорным и попарно векторно складыва- ла образует систему исходных напряют их с уравненными исходным и пер-. жений. В каждом квадранте изменения вичным напряжениями, ближайшими к . 55 Угла одно из двух искодных напрявторичным по фазовому сдвигу. . жений принимают за опорное (наприВ результате третьего сложения по- мер, в первом и четвертом квадрате лучают напряжения с амплитудой А ....напряжение синусной обмотки СКВТ, во втором и третьем — инверсное напряжение синусной обмотки).

Система исходных напряжений с . выхода датчика 1 угла и инвертора 2 поступает в масштабный блок 3 для уравнивания ло амплитуде с напряжением, принятым за опорное.

С выхода масштабного блока 3 уравненные напряжения поступают на входы суммирующих блоков 4, 6 и 8 первой, второй и третьей ступени двоичного расщепления. фаэ соответственно. В суммирующем блоке 4 производится попарное векторное сложение уравненных исходных ортогональных напряжений. С выхода суммирующего блока 4 полученные первичные напряжения подаются на вход масштабного блока 5, выполняющего уравнивание напряжений по амплитуде с опорным напряжением.

С выхода масштабного блока 5 уравненные первичные напряжения подаются на вторые входы .суммирующих блоков 6 и 8 второй и третьей ступеней расщепления угла сдвига фаз соответственно. Суммирующий блок 6 осуществляет попарное векторное сложение уравненных по амплитуде первичных и исходных напряжений.

Полученные на выходе суммирующего блока 6 вторичные напряжения подаются для уравнивания по амплитуде с опорным напряжением в масштабный блок 7. Напряжения с выхода масштабного блока 7 поступают на суммирующий блок 8, где производится их попарное векторное сложение с уравненными исходными и первичными напряжениями, ближайшими к вторичным по фазовому сдвигу.

Многофаэная система напряжений, включающая исходные напряжения с

66305 6 выхода датчика угла 1 и инвертора 2, результирующие напряжения с выходом суммирующих блоков 4, 6 и 8 поступают на входы блока 9 компараторов.

Выходы блока 9 компараторов соединены с входами регистра 10, на вторые входы которого поступает уп. равляющий сигнал с блока 12 управле10 ния, вход которого подключен к вых оду обмотки возбуждения датчика

1 угла. Управляющий сигнал формиру. ется блоком 12 управления в моменты, соответствующие максимуму напряжения

15 возбуждения.

Сигналы с выходов регистра 10 поступают на входы дешифратора 11, определяющего любой иэ tf секторов по

20 g> градусов каждый. При реализации сйособа точность преобразования определяется только погрешностью уравнивания амплитуд суммируемых напряжений, которая при каждом уравнивании

25 не более погрешности масштабирования при известном способе, а влияние относительного .неравенства амплитуд при предварительном нреобразованин угла в исходные напряжения устране50 но первой операцией уравнивания амплитуд исходных напряжений.

Последующее накопление погрешностей меньше, чем при известном способе преобразования. Таким образом, точность преобразования угол — код предлагаемым способом выше, чем известным, а использование принципа векторного сложения на основе косоугольных треугольников позволяет.при40 "менять этот способ для различных типов.индукционных приборов в качест ве предварительного преобразователя, например сельсинов и СКВТ, 3166305

1 166305