Преобразователь угол - код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 407370

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № ——

Заявлено 04.1.1972 (№ 1732922/18-24)

i IIðHñoeäèíåíèåì заявки ¹â€”.Ч.Кл. 6 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Приоритет—

Опубликовано 21,Х1.1973. Бюллетень ¹ 4G

Дата опубликования описания 21Х.1974

УДК 681.325 (088.8) Авторы изобретения

Г, И. Курахтанов, А. И. Москалев, M. Ф. Растанаева, И. И. Румянцев и В. Ф. Тараев

3 а яви тел ь

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах управления, содержащих цифровые вычислительныс машины (ЦВМ).

Известен преобразователь угол †к, содержащий источник синусоидальных напряжений, фазовращатель в качестве датчика угла поворота, схему выделения нуля, соединенную через схему «И» с первым входом триггера, выход которого соединен со входом другой схемы «И», генератор импульсов, счетчик импульсов и блок управления.

Недостатком известного преобразователя является недостаточно высокая точность работы, определяемая следующими основными погрешностями: отклонением формы гармонического колебания от синусоидальной, нестабильностью частоты питающего напряжения, ошибкой схемы выделения нуля, ошибкой, вызванной сдвигом фаз между питающим и вы. .одным напряжениями при нулевом положении ротора фазовращатсля, задержки сигналов в линиях связи и др. Эти погрешности существенно меняются в зависимости от температуры старения деталей и пр., поэтому не удастся достигнуть высокой точности преобразования.

Целью изобретения является увеличение точности работы устройства путем искл очсния ряда ошибок преобразования.

Указанная цель достигается введением в устройство дополнительной схемы «И» и переключателя чередования фаз, один вход которого подключен ко второму выходу блока управления, другие входы — к выходам источника синусоидальных напряжений, и выходы— ко входам фазовраillàòåëÿ; входы дополнительной схемы «И» соединены соответственно с третьим выходом блока управления и выходом схемы выделения нуля, а выход — со вторым входом триггера. (. помощью переключателя чередования фаз производят изменения

I направления вращения магнитного поля фазовращателя. Дополнительная схема «И» обеспечивает изменение сдвига фаз ivicæäó колебаниями на выходе фазовращатсля, пропорциональнымп углу поворота вала, при вращении

20 магнитного поля в противоположных направлениях. Эквивалент измеренного угла в коде выражается как полуразность двух последовательных преобразований одного и того же угла прп различных направлениях вращения

25 магнитного поля фазовращателя.

Анализ ошибок, проведенный авторами, показал, что большинство наиболес существенных ошибок преобразования, таких как ошибка схемы выделения нуля, ошибка, вызванная

30 сдвигом фаз между питающим и выходным

407370 ()5 напряжениями при нулевом положении ротора, ошибка, обусловленная сдвигом фаз сигнала в линиях связи, не зависят от направления вращения магнитного поля фазовращателя, они одинаковы по величине и знаку в обоих результатах преобразования и поэтому при двойном преобразовании исключаются, а остальные ошибки существенно уменьшаются.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные источник 1 синусоидальных напряжений, переключатель 2 чередования фаз и фазовращатель 8, блок управления 4, схему 5 выделения нуля, триггер б, схему «И» 7, подключенную к единичному входу триггера, схему «И» 8, подключенную к нулевому входу триггера, генератор импульсов 9, счетчик импульсов 10, схему «И» ll, включенную в цепь связи генератора импульсов и счетчика импульсов, второй вход которой соединен с выходом триггера.

Управляющий вход переключателя 2 чередования фаз соединен с выходом блока управления 4. Два других выхода блока управления 4 соединены со входами схем «И» 7 и 8.

К выходу схемы 5 выделения нуля подключены вторые входы схем «И» 7 и 8.

Источник синусоидальных напряжений вырабатывает двухфазное напряжение, поступающее на переключатель 2 чередования фаз.

Переключатель 2 в зависимости от управляющего воздействия с выхода блока управления 4 обеспечивает различные сочетания фаз синусоидальных напряжений, подаваемых на входы — статорные обмотки фазовращателя 8. В соответствии с изменением питающих напряжений меняется направление вращения магнитного поля фазовращателя 8. Блок управления 4 по запросу, поступающему из ЦВМ (на чертеже не показана), устанавливает моменты переключения напряжений на статоре фазовращателя путем подачи управляющих воздействий на переключатель чередования фаз.

Напряжение с выхода — роторной обмотки фазовращателя 8, фаза которого пропорциопальна углу поворота вала, поступает на схему 5 выделения нуля. Схема 5 формирует сигналы в моменты перехода синусоидального напряжения через нуль. За цикл работы преобразователя схема выделения нуля формирует два различных по фазе импульса, соответствующих углу поворота вала фазовращателя, причем, фаза первого импульса пропорциональна углу поворота при одном направлении вращения поля, фаза второго — углу поворота при другом направлении вращения.

Со схемы 5 выделения нуля сигнал поступает на вход схемы «И» 7 и на вход схемы «И»

8, которыми управляет блок управления 4.

Блок управления одновременно с подачей управляющего воздействия на установку питающих напряжений, созда1ощIIx определенное о

25 зо

4О

5э ло направление вращения магнитного поля фазовращателя 8, разрешает прохождение сигнала со схемы 5 выделения нуля через схему

«И» 7 на единичный вход, триггера б, и запрещает — на нулевой вход, триггера. При подаче питающих напряжений, создающих противоположное вращение магнитного поля фазовращателя 8, блок управления 4 разрешает прохождение импульса со схемы выделения нуля на нулевой вход триггера через схему

«И» 8, запрещая прохождение его на единичный вход триггера через схему «И» 7. Триггер б формирует временной интервал, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз между колебаниями на выходе фазовращателя 8 при вращении его магнитного поля в разные стороны, т. е. удвоенному значению угла поворота вала фазовращателя.

Генератор импульсов 9 вырабатывает высокочастотные импульсы и подает их на схему

«И» 11, подключенную к выходу триггера б. В течение временного интервала, сформированного триггером, высокочастотные импульсы поступают на счетчик импульсов 10. В результате счетчик импульсов фиксирует число импульсов, пропорциональное углу поворота в»ла фазовращателя 8, Счетчик импульсов персдает сформированный двоичный код в цифровую вычислительную машину (ЦВМ).

Введение в схему преобразователя переключателя чередования фаз и дополнительной схсNbI «И» позволяет повысить точность преобразования в 8 — 16 раз, уменьшив ошибки преобразования примерно на 90%.

Кроме того, при этом можно снизить требования к стабильности и разбросу параметров схемы выделения нуля, линий связи, фазовращателя и источника питающих напряжений.

Предмет изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий источник синусоидальных напряжений, датчик угла поворота, выполненный в виде фазовращателя, к выходу которого подключена схема выделения нуля, соединенная с первым входом одной схемы «И», ко второму входу которой подключен первый выход блока управления, а к выходу — первый вход триггера, выход которого соединен с первым входом другой схемы «И», ко второму входу которой подключен генератор импульсов, а к выходу— счетчик импульсов, отлича ои ийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены дополнительная схема «И» и переключатель чередования фаз, один вход которого подключен ко второму выходу блока управления, другие входы — к выходам источника спнусоидальHûx напряжений, а выходы — ко входам источника синусоидальных напряжений, а выходы — ко входам фазовращателя, входы дополнительной схемы «И» соединены соответственно с третьим выходом блока управления и выходом схемы выделения пуля, а выход — со вторым входом тригI epa.

407370

Состави гель Г. Антонова

Корректор Е. Хмелева

Тскрсд А. Камыгиникова

Редактор Б, Наикнна

Заказ 989

Изд. М 1069 Тaðaæ 602 Подписное

1Ц1ИИПИ Государственного комппгети Сапега Министров СССР по делам изобретений а открытий

Москва, 0К-35, Ра шская:oaf>., д. 4/5

Обл. типография Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговля