Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение касается автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 формирования синусоидального тока, блок 4 фор - мирования косинусоидального тока, фазовращатель 5, блок 6 сравнения амплитуд , формирователь 7 синусоидального напряжения, усилители 8, формиJ-V; , С (Л со о ел 00 Ol 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН

А1 (51) 4 Н 03 М 1/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3997872/24-24 (22) 02.01.86 (46) 23.04.87. Бюл. 15 (72) И.Я.Прокофьева, О.А.Беляков, B.A,Äîãàäàåâ и Л.Г.Матвеев (53) 68 1,325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

»» - 409268, кл. G 008 8 С C 99//0044, 1971.

Авторское свидетельство СССР

- 858051 кл. G 08 С 9/04, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД. 80„„1305858 (57) Изобретение касается автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 формирования синусоидального тока, блок 4 формирования косинусоидального тока, фазовращатель 5, блок 6 сравнения амплитуд, формирователь 7 синусоидального напряжения, усилители 8, форми1305 раватепь 18 импульсог,, блок 19 пере— дачи кода, регистр 20, вводе|lbl пер«ый

9, Второй 10, третий 11 и четвертый

12 ключи, фильтр 13, компяратор >4, распределитель 15 rrr rrry>11 сов, злемент

16 задержки и блок 17 преобразования временного интервала в постоянное напряжение. Блоки 3, lr, 6, 7, 8 обеспечивают равенство ампт!итуд TI сдвиг по фазе на 90 напрл> ений питания фазовря:цателя 5. Преобразователь работает в днух режимах: |(алибровки и измерения. Режим работы задается ряспределителеы 15. В режиме калибровки нагряжение первичной обмотки фазоврадателя 5 через кл,оч 9, фиг!Т-,тр 13,, ком—

858 парат(р 14) H ключ.! 2 поступает на

Вход блока 19, где сравнинаетсл по фазе с выходным напряжением делителл

2 частоты. При наличии рассогласона«ия блок 17 вырабатывает напрлх(ение, worop0e смещает по фазе момент срабатывания компаратора 14 до устранения рассогласования. В режиме измерения выходное напряжение фазовращателя 5 через ключ 10, фильтр 13, компаратор

1Й и кл!оч 11 поступает на формирователь 18. Выходной импульс формирователя 18 опрят!!1!Бает состояние делителя 2 частоты и передает сформированный код через блок 19 в регистр 20, 1 ил.

Изобретет!ие относится к аптомати— ке и нычислительнай технике и т!ОА(ст быть использовано для связи аналогогьг. источник(тз информации с пифравым

T>br-!тт(: !IIlr>:rr>rbi yC TPOrIC ) «O>b r.

ТТс >! Ь TIЗ об}2ЕТЕ !и! я " llo«b!щн«Hp ТОЧ н((. и преобразователя.

: я че)зтеже п12едстяВленя с ръ ктурнал схема —:)редттягяемага преобразогяТЕ..)тт! .

111>еоб1)(з 3аватеrlb у т .т!с! |таl>0poтс: ВЯ ля Б кад содержит генера|ор 1 имт!уль—

oI2 „дслvl Tе.lb ." частот|1 б,lo>(3 tj)op мт:|pc)1 I ст НТ! ß cTE!|ycаи, BJI! >«ОГО 1 ОКЯ, б>lс к

"> (Н)ОРМИПО) Я "l: Л Кi)(C % li > С ОИГЯЛ! HA I" TO кя, фя )овна!цят -|т; >, ).10 6 срявllc —

> !

|ИЛ ".11!Л -|Т д, Йар»l:..Ipo « сlТ(=Л .-. / СИН v" соидяль r()ão 1:Br!I.)ÿüolï lÄ ycr-Iлител| 8, ттергb|й 9, Второй ) !.>,. Трт> 1 ий 1 I и )E; — тВс" Р 1 ый r 2 к,т!Очтт, !: 111.: Tт) 1 3, кампсаРЯ

) l op -I ) pl3c lп(з|. елтг| ель 15 и|lпульсОБ р э:темснт 10 задержки., б>ток 17 п-,)Набрав

ЗОВЯНИЛ ВРЕМЕНПОГO И.нтЕРБа (|а В IEBII

Рл,>(е|)llе фОPмиРoВ с!тель 1 8 л1!т льсав блок 19 передачи кода, регистр 20.

Преобрязовяте;Iü pào0 Tàст следуя)щим образом.

Генератор l Бт!Ряб;!!1>!Бяег стабильное по -"Бататe f ь!!|пчт!Бс1!Ое няп!)л—

>lie«! .c, )(oторое делител-: 2 !астоть: де,и

Ттнт НЯ ., Г I > П вЂ” ГНCJEО ЕГО Ра .РЯ—

ЦОВ В >Ц)аас>ТЬ|ВЯЛ 11;|мт!>T |ЬСllbTX (ИГ1!B

JIoTJ т;;ïB l lеаl!Ц12 ) опp аз у!01ЦИ х I(or!or) !о маску, дне;.Ос>!едоватз.;!1>! î 111 OпорНЫХ МЕалдрав ЧаСТОТЫ 1 = с /2,, C;ITI;Eнутых одна относительно другой ня

Т/2, и дтве послецонятельности уттрявляющих импульсон тзй же IBcòîòû,ñäíHнутых одна от |осительно другой на ,)т/ 2 .

С Выходя д(.лите TH 2 >TBc roTbl yr{pBB ляющие импульсы и опорные меанцры постчпя!от HB I>xo>1br О>.о|,он 3

10 .. " .> — — — .>

МИРОВ ЯНИЛ CIIrI»COTIIT>|ЛЬНОГO V, КОСИН) саидального токов, !(02орые совместно с блоком 7 формнроттания синусаидальных напряжений и с блоком 6 сраВ

«ения амплитуд обе:-.печи:зают тат!нун)

„„установку и стябил:".нацию равенства

:":мт!литуд и та-!Пуr() установку 90-граiJy: Í0 ÃO СДБИГс). фа 3 ТОКОВ, ПИТс1!О|ЦИХ ь! азОБРЯща е Iь ), 0 ГЯ()и>!Из адил тто

ЯМПЛИТУДС И ПС фЯЗ. ТОКОВ ПИта|(ИЯ

20 фазонращатепл 5 аб .спе"-Пинает отсутствие црейфа нуля фазы Выходного напряжения от нагрева обмоток. Распределитель 15 состои-. |з .†оследовательilo сОединент!Бтх JieJT :ITp 111 -частоты F H

25 дешиф1)атора. Распрзделитель формирует управляюц|ие стробы, временное положение которых определяет время открытого состояния к:ночей 9-12.

Напряжение выходной Tpeтьей и вход. ной первой сбмоток фазовращателя 5

ПОСтУПаЮт HB И|-. )OP 1Я)ЦИОННЫЕ НХОДЫ первого 9 и Бторог;) 10 ключей. на друГИЕ ВХОды KoторЫХ П1)ИХО|тят улран.1-К)тщПЕ ИМПУЧЬ(Ы (|Т-рвага И ЬтараГО в. х одон рас преде r:ителя 15 . Компар атор

""5.) > фартмирует меандры, отрицательный

1305858 фронт которых совпадает с моментом перехода синусоидального напряжения от отрицательного значения к положительному на его первом входе относительно уровня постоянного напряжения на его втором входе.

При коммутации обмоток фазовращателя 5 возникают переходные процессы, которые могут продолжаться в течение одного или нескольких периодов синусоидального тока частоты F. Для исключения неверных результатов преобразования блокируется прохождение сигналов компаратора 14 на вход формирователя 18 импульсов и на вход блока 17 с помощью третьего 11 и четвертого 12 ключей, которые открываются стробами измерения и калибровки соответственно с третьего и четвертого выходов распределителя 15.

f0

Стробы калибровки и измерения задержаны относительно стробов на управляющих входах первого 9 и второго

10 ключей на время переходных процессов. 3а время действия строба на уп25 равляющем входе второго ключа 10 синусоидальное напряжение третьей обмотки фазовращателя 5 проходит через последовательно соединенные ключ, 10 и фильтр 13 на компаратор 14.

Третий ключ 11 пропускает фазовые меандры на вход формирователя 18 импульсов во время действия строба измерения на его управляющем входе. Формирователь 18 импульсов формирует

35 фазовые импульсы, которые поступают на управляющий вход блока 19, на информационные входы которого поступают п-импульсных напряжений типа меандр с выходов разрядов делителя 2 частоты.

В блоке 19 производится синхронизация фазовых импульсов формирователя 18 с кварцованной частотой делителя 2 частоты.

Временное положение фазовых импульсов формирователя 18 относительно опорных меандров делителя 2 пропорционально углу поворота ротора фазовращателя 5. Выходной код блока 19 записывается в регистр 20. Этот код, эквивалентный углу поворота ротора фаэовращателя 5, является выходным кодом преобразователя.

В момент действия строба на управляющем входе первого ключа 9 синусоидальное напряжение первой обмотки фазовращателя 5 поступает через последовательно соединенные первый ключ

9 и фильтр 13 на первый входкомпаратора 14, которые формирует фазовые меандры калибровки в момент переходов синусоидального напряжения на первом входе в направлении от отрицательного значения к положительному относительно направления на его втором входе. Меандры с выхода компаратора

14 поступают на информационный вход ключа 12, который открывается стробом калибровки, поступающим с четвертого выхода блока 15.

Фазовые меандры калибровки частоты

F. с выхода ключа 12 поступают на третий вход блока 17 преобразования временного интервала в напряжение, на второй вход которого приходят меандры частоты F с выхода элемента 16,задержки, а на первый вход — меандры

tl-1 частоты 2 F. Элемент 16 задержки производит задержку опорного меандра частоты F, поступающего на первый его вход, на несколько периодов частоты н-

2 F, поступающей íà его второй код.

Величина этой задержки устанавливается равной задержке, которую вносит фильтр 13 в нормальных условиях.

Блок 17 производит преобразование временного интервала между отрицательным фронтом фазового меандра калибровки и отрицательным фронтом задержанного опорного меандра в постоянное напряжение, пропорциональное этому временному интервалу, путем заполнения временного интервала импульсами с последующим их подсчетом на счетчике и преобразования кода счетчика в напряжение. Знак напряжения определяется тем, какой из импульсов временного интервала пришел раньше.

Выходное напряжение блока 17 поступает на второй вход компаратора 14, который осуществляет временной сдвиг выходных сигналов в зависимости от величины и знака выходного напряжения блока 17. В результате обеспечивается компенсация фазовой нестабильности фильтра 13 в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого подключен к входу делителя частоты, первый выход которого подключен к первому и второму входам

1305858

Составитель 1I,Сидорова

Техред A. Кравчук Корректор F,.Ðîøêî

Редактор И.Горная

Заказ 1465/55

Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобре гений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 блока формирования синусоидального тока, второй выход — к третьему входу блока формирования синусоидального тока, третий выход — к первому и второму входам блока формирования косинусоидального тока, четвертый выход — к третьему входу блока формирования косинусоидального тока,первые выходы блоков формирования синусоидального и косинусоидального токов !

О подключены к входам формирователя синусоидального напряжения, выходы которого через соответствующие усилители подключены к одним выводам перBoH H II opoH oPMoòoê фазовращателя, t5 другие выводы которых подключены к четвертым входам блоков формирования синусоицального и косинусоидального токов соответственно, вторые выходы блоков формирования синусоидального и косинусоидального токов подключены к входам блока сравнения амплитуд„ выход которого подключен к пятым входам блоков формирования синусоидаль25 ного и косинусоидального токов, блок передачи кода, информационные входы которого соединены с выходами разрядов делителя частоты, управляющий вход — с выходом формирователя импульсов, а выходы подключены к инфорЗО мационным входам регистра, о т л ич а и шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, г него введены фильтр, четыре ключа, распределитель импульсов, компаратор, элемент задержки и блок преобразования временного интервала в напряжение, первый выход делителя частоты подключен к первому входу элемента задержки и к входу распределителя импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключей соответственно, другой вывод первой обмотки и один вывод третьей обмотки фазовращателя подключены к информационным входам соответственно первого и второго ключей, выходы которых соединены с входом фильтра, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход компаратора подключен к информационным входам третьего и четвертого ключей, выход третьего ключа соединен с входом формирователя импульсов, выход младшего разряда делителя частоты подключен к второму вхоцу элемента задержки и первому входу блока преобразования временного интервала в код, второй и третий входы которого с.оединены с выходами соответственно элемента зацержки и четвертого ключа, а выход подключен к второму входу компаратора, другой вывод третьей обмотки фазовращателя соецинен с общей шиной.