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 код. Целью изобретения является повышение точности и упрощение преобразователя . Для достижения поставленной цели в преобразователь, содержащий генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, функциональные делители 3, 4 напряжения , блоки 5, 6 цифровых инверторов, суммирующий усилитель 8, фазосдвигающий элемент 11, фазовый детектор 12, преобразователь 13 напряжение-частота , реверсивный счетчик 7, введены компаратор 15, цифровой инвертор 14, переключатель 10. 2 ил.

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

COUN

РЕСПУБЛИК (gg)g Н 03 М 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

O (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4628042/24 (22).30.12.88 (46) 07.04.91. Бюл. ¹ 13 (72) В.M.Äoìðà÷åâ, Г.Ф.Кончак и А.П.Синицын (53) 681.325(088.8) (56) Вульвет Дж. Датчики в цифровых системах. M.: Энергоиздат, 1981, с. 148, рис.6.9.

Авторское свидетельство СССР № 896654, кл. Н 03 M 1/48, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для преобразования углового положения вала объекта в код.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код, на фиг. 2 — иллюстрируется работа преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 (типа СКВТ), функциональные делители 3, 4 напряжения, блок 5, 6 цифровых инверторов, реверсивный счетчик 7, суммирующий усилитель 8, вычитающий усилитель 9, переключатель

10, фазосдвигающий элемент 11, фазовый детектор 12, преобразователь 13

„„SU„„1640816 А 1

2 системах управления для преобразования углового положения вала объекта в код. Целью изобретения является повышение точности и упрощение преобразователя. Для достижения поставленной цели в преобразователь, содержащий генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, функциональные делители 3, 4 напряжения, блоки 5, 6 цифровых инверторов, суммирующий усилитель 8, фазосдвигающий элемент 11, фазовый детектор 12, преобразователь 13 напряжение-частота, реверсивный счетчик 7, введены ,компаратор 15, цифровой инвертор 14, переключатель 10. 2 ил.

I напряжение-частота, цифровой инвертор

14, компаратор 15.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Генератор 1 опорного напряжения возбуждает двухфазный датчик 2 угла типа

СКВТ. На выходах фазных обмотках датчика 2 угла индуцируются напряжения переменного тока Ug. k csin cl и U .k »

»сов Ы, где U — напряжение возбуждения, k — - коэффициент передачи датчика угла. Эти выходные сигналы датчика 2 угла поступают соответственно на аналоговые входы второго функционального делителя 3 напряжения и первого функционального дели, теля 4 напряжения. .На управляющие входы функциональных делителей напряжения через первый 6 и второй 5 блоки цифровых инверторов поступает код Х (код в

1640816 пределах квадранта) с и-2 младших разрядов реверсивного счетчика 7.

Функциональный делитель 4 напря- жения реализует функцию з пХ, а

5 функциональный делитель 3 напряжения — функцию cosX.

Напряжения с функционального делителя 4 напряжения Пя k- cos0(sinX и с выхода второго 3 функционацьного 1р делителя напряжения U> k ° sin0fcosX поступают на суммирующий усилитель 6 и вычитающий усилитель 9. Суммирующий усилитель 8 и вычитающий усилитель 9 позволяют получить сигнал, 15 описываемый выражением

U k sin6 .cosX — U k.cosI.sinX

Ь

5U (1)

20 на всех четырех квадрантах фазных сигналов датчика 2 угла без инвертирования последних. Для этого сигнал

Q U снимается или с суммирующего усилителя 8 или с вычитающего уси- 25 лителя 9 через переключатель 10 аналогового сигнала в зависимости от значения кода во втором старшем раз-. ряде реверсивного ечетчика 7.

Работа переключателя 10 аналого- 30 вого .сигнала и блоков цифровых инверторов 6 и 5 в зависимости от зна- ,чения кода второго старшего разряда реверсивного счетчика 7 поясняется таблицей на фиг.2.

Установка переключателя "10 аналогового сигнала на выходе суммирующе го 8 и вычитающего 9 усилителей снимает высокие требования к нему по точности передачи сигнала, т.к. он 40 пропускает сигнал, равный разности двух фазных сигналов датчика 2 угла, который в рабочих режимах не превышает. величины, соответствующей 1-2 единицам. младшего разряда преобразо- 45 вателя.

Напряжение $ U через переключатель 10 аналогового сигнала поступает на фазовый детектор 12, управляемый по первому входу напряжением

U+ через фазосдвигающий элемент 11

С Aàçoâoro детектора сигнал бП в виде напряжения постоянного тока поступает на преобразователь 13 напряжение-частота, который вырабаты" вает импульсы с частотой, пропорци55 ональной величине этого напряжения.

Импульсы с преобразователя 13 напряжение-частота, поступая на реверсивный счетчик 7, изменяют его код в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от полярности сигнала 5U до тех пор, пока этот сигнал на входе преобразователя напряжение-частота не станет равным нулю.

При этом код И установившийся на реверсивном счетчике 7, соответствует угловому положению 0(датчика 2 угла и является выходным кодом.

Как видно из фиг.2, полярности сигналов датчика 2 угла в диапазоне углов 180-360 обратны полярностям этих сигналов в диапазоне углов

0-180©. Это означает,.что полярность сигнала рассогласования бо на выходе фазового детектора 12 при движении датчика угла в одну сторону в диапазоне углов в 180-360о обратна полярности в диапазоне углов 0-180 . о

Поэтому для правильной отработки напряжения рассогласования 60 в диапазоне углов 180-360 сигнал управления, поступающий на знаковый вход реверсивного счетчика 7 с фазового детектора 12 через компаратор 15, инвертируется -в цифровом инверторе

14 в зависимости от значения старшего разряда реверсивного счетчика 7.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик, входы которого подключены к выходам генератора опорного напряжения, а выходы соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, один выход генератора опорного напряжения через фазосдвигающий элемент соединен с одним входом Aasosoro детектора, выход которого Через преобразователь напряжение-частота соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выходы и-2 младших разрядов которого соединены с входами первого блока цифровых инверторов, выходы которого соединены непосредственно и через второй блок цифровых инверторов с информационными входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выход второго старшего разряда реверсивного счетчика соединен с управляющим входом первого

1640816 блока цифровых инверторов, суммирую- выход первого функционально о делит щий усилитель, о т л и ч а ю щ и и -I ля напряжения соединен с первыми вхос я тем, что, с целью повышения точ- дами суммирующего и вычитающего уси- ., ности и,упрощения, в него введены 5 лителей, а выход второго функциональвычитающий усилитель, переключатель, ного делителя напряжения — с вторыми цифровой инвертор и компаратор, вход входами суммирующего и вычитающего которого подключен к выходу фазового усилителей, выходы которых соединены детектора, а выход — к информацион- с соответствующими информационными вхоНоМу входу цифрового инвертора, уп- fp дами переключателя, управляющий вход равляющий вход которого подключен к которого подключен к выходу второго выходу старшего разряда реверсивно- старшего разряда реверсивного счетго счетчика, а выход соединен с вхо- чика, а выход соединен с другим входом направления счета последнего, дом фазового детектора.

442. 7

1640816

Рак. g mvuwcr угла

Составитель М.Сидорова

ТехРед Л,Олийнык

Редактор Б.Федотов

Корректор С.Шевкун:

Заказ 1266

Тираж 471 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