Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для преобразования углового положения вала объекта в цифровой код. С целью повышения точности преобразователя, содержащего генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, селектор 3 сектора, функциональные делители 4,5, цифровой инвертор 6, суммирующий усилитель 8, фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) 9, преобразователь напряжения в частоту 10, реверсивный счетчик, в него введены усилитель-формирователь 11, два ФЧ0в 12, 13, два аналоговых инвертора 14, 15 и суммирующий усилитель 16. В преобразователе в качестве опорного напряжения ФЧВ 9 используется напряжение, сформированное вновь введенными элементами из фазных напряжений датчика 2. 1 ил.

Сааэ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„.1 580556 (5I)5 Н 03 М 1 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617211/24-24 (22) 10,10,88 (46) 23.07.90. Бюл. Р 27 (72) В.М.Домрачев, Г.Ф.Мончак, А.П.Синицын и И.П.Сигачев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 896654, кл. Н 03 M I/48,1980 °

Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.— Л.: Энергия, 1974. с.143, рис.67. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для преобразования

2 углового положения вала объекта в цифровой код. С целью повышения точности преобразователя, содержащего генератор I опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, селектор 3 сектора, функциональные делители 4,5, цифровой инвертор 6, суммирующий усилитель 8,фаэочувствительный выпрямитель (ФЧВ) 9, преобразователь напряжения в частоту 10, реверсивный счетчик, в него введены усилительформирователь 11, два ФЧВ 12113, два аналоговых инвертора 14, 15 и суммирующий успгитель 16. В преобразователе в качестве опорного напряжения

ФЧВ 9 используется напряжение, сформированное вновь введенными элементами Ж иэ фазных напряжений датчика 2. 1 ил.

1580556

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть иСпольэовано в цифровых системах уп равления для преобразования углового положения вала объекта в цифровой код. 5

Целью изобретения является повышение точности преобразователя угла поворота в код sa счет использования в качестве опорного напряжения. фазочувствительного выпрямителя напряжения, сформированного из фазных напряжений синусно-косинусного датчика

\ .4 угла.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразова- . теля °

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 (например, CKBT), селектор 3 сектора (квадранта), функциональные делители 4 и 5 напряжения, цифровой инвертор 6, реверсивный счетчик 7, суммирующий усилитель 8, фаэочувстви- 25 тельный выпрямитель 9, преобразователь 1О напряжения в частоту, усилитель-формирователь ll, фазочувствительные выпрямители 12 и 13, аналоговые инверторы 14 и 15 и суммирующий усилитель 16.

Преобразователь работает следующим образом.

При возбуждении синусно-косинусного датчика 2 угла напряжением . U -sin Qt от генератора опорного на- 35

5. пряжения на.выходах его фазных обмоток индуцируются напряжения переменного тока вида

U> m- sin o(sin{A t + (P)

UВ.m ° соsо(.вin(адt + g) где U — амплитуда опорного напряжеВ ния; (d — частота опоРного напряжения; — сдвиг фазы выходных напряжений датчика 2 относительно фазы опорного напряжения;

50 ш — коэффициент трансформации датчика 2; о(— угол поворота вала датчика 2

Эти сигналы с датчика 2 через се55 лектор 3 сектора (квадранта), управляемого кодом двух старших разрядов реверсивного счетчика 7, поступают на аналоговые входы первого 4 и второго 5 функциональных делителей напряжения.

На управляющие входы второго 5 функционального делителя напряжения с (n-2) младших разрядов реверсивного счетчика 7 поступает код Х в пределах сектора (квадранта).На управляющие входы первого функционального делителя 4 напряжения код Х поступает через цифровой инвертор 6, Первый функциональный делитель 4 напряжения реализует функцию совХ, а второй функциональный делитель 5 напряжения реализует функцию sinX. При этом на выходе первого функционального делителя 4 напряжения формируется напряжение

Б ° m sine/ cosX sin(a t + g), а на выходе второго функционального делителя 5 напряжения формируется напряжение U!1 m-cosd.sinX ° sin(6ut + g) . Эти напряжения поступают на первый и второй входы суммирующего усилителя 8, где происходит их алгебраическое суммирование в соответствии с выражением

U ° m sind cosX.sin{ t + P)

 — Us m coso(sinX sin((dt + (f)

ДБ. (1)

Напряжение рассогласования Д U c выхода суммирующего усилителя 8 поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 9, с выхода которого в виде .сигнала постоянного тока подается на вход преобразователя 10 напряжения в частоту. Преобразователь 10 напряжения в частоту вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной амплитуде входного сигнала, которые поступают на вход реверсивного счетчика 7.

При этом на реверсивном счетчике 7 происходит изменение кода до тех пор, пока сигнал рассогласования Д U на входе преобразователя 10 напряжения в частоту не станет-равным нулю. При достижении этого условия коц N установившийся в реверсивном счетчике 7, соответствует угловому положениюо ва" ла датчика 2 и является выходным кодом преобразователя.

Формирование опорного напряжения для фазочувствительного выпрямителя 9, которое снимается с выхода суммирующего усилителя-формирователя 16, происходит следующим.образом.

С выходов фазных обмоток датчика 2 напряжения U m .sino(sin(tdt + g u

U> m cosa(sin(u)t +(p) поступают на входы первого 12 и второго 13 фазо0556 6

Предлагаемый преобразователь в части формирования опорного напряжения фазочувствительного. выпрямителя из фазных напряжений датчика угла мо5 жет быть использован и в других устройствах, например в преобразователях код-угол и в приводах, базирующихся на аналоговых трансформаторных системах передачи угла.

Параметры фильтров, стоящих на выходах вспомогательных фаэочувствительных выпрямителей, выбираются исходя иэ значения частоты напряжения возбуждения датчика угла, Если предполагается использование схемы преобразователя угла поворота вала в код с датчиками угла, имеющими разную частоту возбуждения, то параметры фильтров выбираются исходя из значения наиболее низкой частоты.

5 158 чувствительных выпрямителей и на входы первого 14 и второго 15 аналоговых инверторов соответственно. В качестве опорного напряжения вспомогательных фазочувствительных выпрямителей используется напряжение возбуждения

U sin wt, прошедшее через усилительформирователь 11. На выходе первого вспомогательного фазочувствительного выпрямителя 12 образуется напряжение

У ° myosin o{, а на выходе второго вспомогательного фазочувствительного выпрямителя 1 3 — напряжение U . m соЫ.

В

Эти напряжения поступают на вторые входы первого 14 и второго 5 аналоговых инверторов и являются управляющими сигналами для инвертировангя фазных напряжений датчика 2 угла, поступающих на первые входы аналоговых инверторов. При этом напряжение на выходе первого аналогового инвертора 14 описывается выражением U s.m x х (sin o() ° sin(cut +(p), a на выходе второго аналогового инвертора 15 выраже- 25 нием U m° . (cos o() sin(ul t +(p). Ha суммирующем усилителе-формирователе 16 производится их суммирование с одновременным усилением результирующего сигнала, т,е ° сигнал на выходе суммирующего усилителя-формирователя 16 равен U оп = U

Это напряжение, которое является опорным для фаэочувствительного выпрямителя 9, всегда. синфаэно с выходными напряжениями датчика 2 угла независимо от его углового положения, поэтому в преобразователе угла пово- 40

- рота вала в код отсутствуют погрешности, порождаемые появлением фазового сдвига между напряжением возбуждения и выходными напряжениями синуснокосинусного датчика при изменении

45 температуры окружающей его среды, и нет необходимости применения фаэосдвигающего элемента.

Отсутствие частотно-зависимых элементов в цепях аналоговых инверторов 14 и 15 схемы формирования опорного напряжения выпрямителя 9 обеспечивает работу преобразователя угла поворота sana в код при различных час. 55 тотах напряжения возбуждения датчи ка 2 угла и исключает необходимость проведения регулировочных работ в процессе эксплуатации. формула и з о б р е т е н и я

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, выходы которого соединены с входами синусно-косинусного датчика, выходы которого через сепектор сектора соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами первого суммирующего усилителя., выход которого соединен с информационным входом первого фазочувствительного выпрямителя, выход которого через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом реверсивного счетчика, выходы и-2 младших разрядов которого через цифровой инвертор и непосредственно соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены усилитель-формирователь, второй и третий фаэочувствительные выпрямители, первый и второй аналоговые инверторы и второй суммирующий усилитель, один выход генератора опорного напряжения через усилитель-формирователь соединен с опорными входами второго и третьего фазочувствительных выпрямителей, выходы которых соединены с управляющими входами пер- . вого и второго аналоговых инверторов соответственно, информационные входы

1580556

Составитель М. Сидоров

Техред Л.Сердюкова Корректор М.К черявая

Редактор И. Горная

Заказ 2022 Тирах 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 второго фазочувствительного выпрями. теля и первого аналогового инвертора подключены к первому выходу синуснокосинусного датчика, информационные входы третьего фазочувствительного выпрямителя и второго аналогового инвертора подключены к второму выходу синусно-косинусного датчика, выходы аналоговых инверторов соединены с входами второго суммирующего усилителя, выход которого соединен с опорным входом первого фазочувс ..вительного выпрямителя, выходы двух старших разрядов реверсивного счетчика соединены с управляющими входами селектора сектора,