Способ преобразования угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вьмислительной техники. Целью изобретения является повышение точности преобразования угла поворота вала в код. Для достижения поставленной цели в известном способе, основанном на том, что поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала с помощью первого датчика в дтервое напряжение с первым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования , формируют сигнал поправки и выходной код, дополнительно преобразуют угол поворота вала одновременно и с помощью второго датчика во второе напряжение с вторым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования преобразуют первое и второе напряжение в первый и второй импульсы, длительности которых пропорциональны углу поворЬта вала, формируют эталонные значения длительностей первых импульсов в точках , соответствующих равномерно расположенным углам в диапазоне преобразования . Перед началом преобразования при повороте вала на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования по совпадениям длительностей первых импульсов с эталонными формируют третьи импульсы, длительности которых соответствуют разностям между длительностями первых и вторых импульсов. Определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования первых и вторых импульсов по длительностям третьих импульсов, в процессе преобразования по текущему значению длительности первого импульса формируют сигнал поправки в виде четвертого импульса, длительность которого определяется суммированием по гармоническому закону амплитуд и фаз пространственных гармоник погрешностей преобразований длительностей вторых и сдвинутых на if первых импульсов. По полусуммам длительностей первого, второго и четвертого импульсов формируют выходной код, пропорциональный перемещению. 1 ил. сл 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1381711 (51)4 Н 03 М 1/64 1/50

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4068154/24-24 (22) 15.05.86 (46) 15.03.88. Бюл. М 1О (72) И.П.Глаголев, В.Д.Фатеев и В.А.Смирнов (53) 681.325(088.8) (56) Г.Шмид Устройство и принцип действия преобразователей аналогкод — пер. ГОНТИ. М 4211 (71), 1971, с. 233-238.

Авторское свидетельство СССР

У 1159162, кл. Н 03 М 1/46, 1983. ром пространственных гармоник погрешностей преобразования преобразуют первое и второе напряжение в первый и второй импульсы, длительности которых пропорциональны углу поворЬта вала, формируют эталонные значения длительностей первых импульсов в точках, соответствующих равномерно расположенным углам в диапазоне преобразования. Перед началом преобразования при повороте вала на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования по совпадениям длительностей первых импульсов с эталонными формируют третьи импульсы, длительности которых соответствуют разностям между длительностями первых и вторых импульсов. Определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования первых и вторых импульсов по длительностям третьих импульсов, в процессе преобразования по текущему значению длительности первого импульса форми(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение точности преобразования угла поворота вала в код. Для достижения поставленной цели в известном способе, основанном на том, что поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала с помощью первого датчика в первое напряжение с первым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования, формируют сигнал поправки и выходной код, дополнительно преобразуют угол поворота вала одновременно и с помощью второго датчика во второе напряжение с вторым спектруют сигнал поправки в виде четвертого импульса, длительность которого определяется суммированием по гармоническому закону амплитуд и фаз про-, странственных гармоник погрешностей преобразований длительностей вторых и сдвинутых на о первых импульсов.

По полусуммам длительностей первого, второго и четвертого импульсов формируют выходной код, пропорциональный перемещению. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1381711 перед началом преобразования поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования угла; преобразУют угол поворота вала в равномерно расположенных углах в первые и вторые напряжения, моделированные в функции угла поворота и имеющие спектры пространственных 4О гармоник погрешности, отличные друг от друга; преобразуют первые и вторые электрические сигналы переменного тока

В длительности nepBOI о и BTopoI o 45 импульсов, пропорциональные углу поворота вала; определяют для каждого значения угла погрешность преобразования как разность временных интервалов; определяют амплитуду и фазу простраственных гармоник погрешности преобразования и запоминают их; в процессе преобразования формируют поправку в виде третьего временного интервала путем суммирования пространственных гармоник погрешности для преобразуемого угла, при этом гармоники погреш35

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке устройств для связи аналоговых источ5 ников информации с цифровым вычислительным устройством, в частности при контроле точности преобразователей угла, Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит датчики 15 (гониометрического или параметрического тока) 1 и 2, преобразователи

3 и 4 напряжения в длительность импульса (временной интервал), блок 5 сравнения текущего значения длитель- 2р ности первого импульса (временного интервала) с его значениями, блок 6 определения разности длительностей импульсов, вычислительный блок 7, блок 8 памяти, блок 9 формирования 25 поправки, блок 10 суммирования и блок 11 преобразования длительности импульса (временногo интервала) в код.

Способ состоит из следующих опе- 30 раций: ности первых сигналов сдвигают по фазе на М; формируют четвертый временной интервал в виде полусуммы временных интервалов: первого и второго и поправки; преобразуют четвертый временный интервал в код.

При преобразовании угла поворота вала в электрический сигнал переменного тока и при преобразовании последних во временные интервалы информация об угле может определяться как в амплитуде сигнала, так и в его фазе, а следовательно, при этом можно использовать преобразователи как параметрического,так и гониометрического типа.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1 и 2 преобразуют угол поворота в напряжения, модулированные в функции угла поворота с некоторой погрешностью, а блоки 3 и 4 преобразуют эти электрические сигналы во временные интервалы, и

Перед началом преобразования поворачивают вал в диапазоне преобразования угла. В блоке 5 при этом происходит сравнивание текущего значения, с эталонными значениями 7 ., которым ,; э соответствуют равномерно расположенные углы. При совпадении и . в

1 1с блоке 5 вырабатывается команда,по которой в блоке 7 определяется разность временных интервалов А. — . — Г

1 21

Разность с содержит в себе информацию о погрешности преобразования блоков 1-4. Затем эта разность "т.

1 поступает в вычислительное устройство 7, которое определяет амплитуды и фазы пространственных гармоник преобразования. Амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования запоминаются в блоке 8 памяти.

В процессе преобразования в блок 9 поступают значения, соответствующее какому-либо значению угла, и ранее определенные амплитуды и фазы пространственных гармоник. Блок 9 формирует поправку в виде временного интервала „ путем суммирования значений пространственных гармоник пог решности для преобразуемого угла, при этом гармоники погрешности первых сигналов сдвигают по фазе Hà fi .

1381711

Рассмотрим погрешность преобразо-1 вания угол-код при использовании предлагаемого способа. Систематическая составляющая погрешности преобразования угол (o() — временной интервал (" ) в диапазоне преобразования угла для любого вида преобразователя может быть представлена в виде тригонометрического ряда i= — Ы+ с .А sin (K + V ), 1 м „и

d n1 = — < = W А з in (К + q )—

1 7 4- K k к, Ак п(К +V )., К К2 -2 k

7 7

Таким образом, в блоке 7 определяются амплитуды А „, А „ и фазы

11 пространственнь|к гармоник

1 ошибки первого и второго преобразований.

Временной интервал поправки Г„ формируется в блоке.9 по значениям

7, следовательно, поправка состоит:

1Е л <= Е А sin(K —" + (р + 7t)

О К1 k1 1М 1(1

n„„

А sin(K — + g )

7 7М

Я вЂ” QAk sin(K,- + V„)

k л

А sin (. — + 1 ).

К7 -Д к7

40

50

Измеренный временной интервал 1. в блоке 10 представит собой:

01+ 02 + n1 л и

2 где К вЂ” номер пространственной гармонической составляющей погрешности;

А Ч вЂ” амплитуда и фаза гармоничесК> кой составляющей;

М вЂ” масштабный коэффициент преобразователя угол-временной интервал.

Для реализации метода необходимо, чтобы спектры пространственных гармоник погрешности первого и второго преобразования угол-временной интервал отличались друг от друга, т.е.

25 чтобы номера гармоник погрешности первого (К,) и второго (К ) преобразований не совпадали. В этом случае разность временных интервалов (d nk) можно представить в виде 30 — с + с А sin(K a+ y ) +

1г1

2(м к

1 k

+ — Н+

7 А„sin к 7 п<

sin (К,-"1 (К д — 7 )

2 7

+ Ц ) А

n„„ 1

sin(K -- + 4 ) = — 1 + к2

К7

+ — g . А„(К„ + Ч„)+

k кс " м, \ и

sin(K a(+ g )- сА„з2.п(К,— + к

К К2 7М К

+ А „ к2

+ )—

К1

Так как значение С,)м отличается от значения столько на величину погрешности первого преобразования угол-временной интервал, систематическая составляющая погрешности в выражении для Измеренного временього интервала практически полностью компенсируется (с точностью до величины второго порядка малости).

Случайная составляющая погрешности преобразования, вызванная флюктуациями сигналов, уменьшается за счет осреднения результатов двух преобразований одной величины (угла

a). При одинаковых предельных значениях флюктуаций двух преобразований угол-временной интервал среднеквадратическое значение случайной составляющей преобразования по предлагаемому способу уменьшается в 1Г2 раэ по сравнению со среднеквадратическим значением случайной погрешности каждого преобразователя.

Формула изобретения

Способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на том, что поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала с помощью первого датчика в первое напряжение с первым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования, формируют сигнал поправки и затем формируют выходной код, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьш ения точности преобразования, 1381711

Составитель M. Сидорова

Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Король

Редактор А. Лежнина

Заказ 1194/55 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преобразуют угол поворота вала одновременно и с помощью второго датчика во второе напряжение с вторым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, преоб5 разуют первое и второе напряжения в первый и второй импульсы, длительности которых пропорциональны углу поворота вала, формируют эталонные значения длительностей первых импульсов в точках, соответствующих равномерно расположенным углам в диапазоне преобразования, перед началом преобразования при повороте вала на рав15 номерно расположенные углы в диапазоне преобразования по совпадениям длительностей перВых импульсов с эталонными формируют третьи импульсы, длительности которых соответствуют разностям длительностей первых и вторых импульсов, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразований первых и вторых импульсов по длительностям третьих импульсов, в процессе преобразования по текущему значению длительности первого импульса форми- руют сигнал поправки в виде четвертого импульса, длительность которого определяется суммированием по гармоническому закону амплитуд и фаэ пространственных гармоник погрешностей преобразований длительностей вторых и сдвинутых на У первых импульсов, по полусуммам длительностей первого, второго и четвертого импульсов формируют выходной код, пропорциональный перемещению.