Преобразователь угол-код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 4502l7

Соеа Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.07.73 (21) 1939857/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 27.05.75 (51) М. Кл. G 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. H. Орлов и А. И. Москалев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ К

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может применяться при создании автоматизированных информационных и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами в преобразователях угла поворота вала в код.

Известные преобразователи угол — код, содержащие синусно-косинусный датчик угла, подключенный к демодуляторам, соединенным с селектором октанта, выход которого через последовательно соединенные суммирующий операционный усилитель, сумматор, компаратор, блок управления, регистр подключен к линейному множительному блоку, к другому входу которого подключен второй суммирующий операционный усилитель, а к выходу — другой вход сумматора, первый и второй входы второго суммирующего операционного усилителя соединены с выходами селектора октанта и через инвертор — со вторым входом первого суммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход второго суммирующего операционного усилителя, управляющий выход селектора октанта соединен с другим входом регистра, сетевой демодулятор, входы которого подключены к другим входам демодуляторов.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования при температурных колебаниях среды, окружающей синусно-косинусный датчик угла. Это обусловлено тем, что сигналы от демодуляторов, поступающие в суммирующие масштабные устройства, зависят от коэффициента

5 трансформации синусно-косинусного датчика угла и подвержены температурным изменениям.

С целью повышения точности и стабильности работы преобразователя в преобразова>0 тель введены широтно-импульсные модуляторы, генератор напряжения треугольной формы, суммирующий масштабный блок, фильтр низкой частоты и амплитудные модуляторы, причем выход сетевого демодулятора соеди15 нен с одним из входов суммирующего масштабного блока и с первыми входами широтно-импульсных модуляторов, к вторым и третьим входам которых подключены соответственно выходы демодуляторов и генератора на20 пряжения треугольной формы, выходы широтно-импульсных модуляторов через последовательно соединенные амплитудные модуляторы, суммирующий масштабный блок и фильтр низкой частоты подключены к третьему вхо25 ду второго суммирующего операционного усилителя, другие входы амплитудных модуляторов соединены с выходами демодуляторов.

Функциональная схема предлагаемого преобразователя угол — код представлена на

30 чертеже.

450217 где р — сдвиг по фазе между выходными напряжениями синусно-косинусного датчика угла 1 и сетевым напряжением, определяемый параметрами датчика угла, и k — коэффициент трансформации синусно-косинусного датчика угла 1, Широтно-импульсные модулято. ры 3 принимают эти напряжения, а также сиг-налы от генератора напряжения треугольной формы 5, и, используя в качестве опорного напряжения демодулированное напряжение сети

U, формируют широтно-импульсные сигналы.

Амплитудные модуляторы 4 осуществляют с использованием этих сигналов амплитудную 05

Каждый из двух выходов синусно-косинусного датчика угла 1 соединен с последовательно включенными демодулятором 2, широтноимпульсным модулятором 3 и амплитудным модулятором 4. Генератор напряжения треугольной формы 5 и сетевой демодулятор 6, подключенный двумя входами к сети и другим входам демодуляторов 2, соединены соответственно с первым и третьим входами широтноимпульсных модуляторов 3. Выходы демодуляторов 2 соединены с другими входами амплитудных модуляторов 4 и с селектором октанта 7. Первый суммирующий операционный усилитель 8 подключен к первому выходу селектора октанта 7, а второй суммирующий операционный усилитель 9 — к первому и второму выходам селектора октанта 7. Последовательно с суммирующим операционным усилителем включены сумматор 10, компаратор

11, блок управления 12 и регистр 13, который соединен с управляющим выходом селектора октанта 7. Инвертор 14 включен между вторым выходом селектора октанта 7 и вторым входом суммирующих операционных усилителей 8 и 9. Выход второго суммирующего операционного усилителя 9 соединен с третьим входом первого суммирующего операционного усилителя 8 и входом линейного множительного блока 15, другой вход которого подключен к выходу регистра 13. Выход линейного множительного блока 15 соединен с другим входом сумматора 10. Выходы амплитудных модуляторов 4 через последовательно соединенные суммирующий масштабный блок 16 и фильтр низкой частоты 17 подключены - к третьему входу второго суммирующего операционного усилителя 9. Выходы амплитудных модуляторов 4 подключены к другим входам суммирующего масштабного блока 16.

Работает устройство следующим образом, При повороте вала синусно-косинусного дат, чика угла 1 на некоторый угол а в выходных обмотках его вырабатываются напряжения, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла а поворота вала. Эти напряжения и сетовое напряжение, питающее синусно-косинусный датчик угла 1, поступают соответственно в демодуляторы 2 и в сетевой де.-модулятор 6, которые вырабатывают три напряжения постоянного тока

U, k cos q япа, U, k.cos у созе. и U, 5

4 модуляцию демодулированных напряжений

Ua ° k.cos sIIl 2 H Ua.k cos cos 7., после чего они поступают в суммирующий масштабный блок 16, куда также поступает выходное напряжение U с сетевого демодулятора 6. Суммирующий масштабный блок 16 суммирует указанные напряжения с масштабным коэффициентом />, а фильтр низкой частоты 17 выделяет постоянную составляющую этого сигнала.

Выходные сигналы синусно-косинусного датчика угла 1 и напряжение U„k cos р с выхода фильтра низкой частоты 17 поступают в суммирующий масштабный усилитель 9, а в суммирующий масштабный усилитель 8 подают сигнал U .k.cosrp з1па, сигнал с инвертора

14 — U k coscp cosa, а также выходной сигнал суммирующего операционного усилителя

9. Суммирующие операционные усилители 8 и

9 суммируют указанные напряжения с некоторымп масштабными коэффициентами а, б и с, значения которых определены из условия наиболее точного приближения кода р, получаемого в преобразователе, к углу а йоворота вала синусно-косинусного датчика угла 1 в соответствии с выражением: с (а + b (sin д + cos а) + (sin а — cos а))

3= а+ Ь (я1па + cosa)

Линейный множительный блок 15 умножает сигнал с выхода суммирующего операционного усилителя 9 на значение кода Р, установленное в регистре 13,-а сумматор 10 и компаратор 11 сравнивают этот результирующий сигнал с выходным сигналом суммирующего операционного усилителя 8. Блок управления

12 производит подбор кодов в регистре 13 до тех пор, пока выходное напряжение компаратора 11 не станет равным нулю, В этот момент подобранный код р в регистре 13 соответствует значению угла а поворота вала синуснокосинусного датчика угла 1.

Независимость получаемого кода в предлагаемом преобразователе от параметров синусно-косинусного датчика угла приводит к повышению точности преобразователя и стабильности его работы в широком температурном диапазоне. Например, при использовании в преобразователе синусно-косинусного датчика угла с = 10 и при изменении Аср на 3 при повышении температуры окружающей среды ошибка преобразователя увеличивается всего лишь на 20".

Предмет изобретения

Преобразователь угол — код, содержащий синусно-косинусный- датчик угла, подключенный к демодуляторам, соединенным с селектором октанта, выход которого через последовательно соединенные суммирующий операционный усилитель, сумматор, компаратор, блок управления, регистр подключен к линейному множительному блоку, к другому входу которого подключен второй суммирующий опера450217

Составитель И Назаркина

Редактор Л. Цветкова Техред О. Гуменюк Корректор О. Тюрина

Заказ 1202/15 Изд. № 1132 Тираж 624 Подписнос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ционный усилитель, а к выходу — другой вход сумматора, первый и второй входы второго суммирующего операционного усилителя соединены с выходами селектора октанта и через инвертор — со вторым входом первого суммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход второго суммирующего операционного усилителя, управляющий выход селектора октанта соединен с другим входом регистра, сетевой демодулятор, входы которого подключены к другим входам демодуляторов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы преобразователя, в него введены широтно-импульсные модуляторы, генератор напряжения треугольной формы, суммирующий масштабный блок, фильтр низкой частоты и амплитудные модуляторы, причем выход сетевого демодулятора соединен с одним из входов суммирующего мас. штабного блока и с первыми входами широтноимпульсных модуляторов, к вторым и третьим входам которых подключены соответственно выходы демодуляторов и генератора напряжения треугольной формы, выходы широтно-пм10 пульсных модуляторов через последовательно соединенные амплитудные модуляторы, суммирующий масштабный блок и фильтр низкой частоты подключены к третьему входу второго суммирующего операционного усилителя, дру15 гие входы амплитудных модуляторов соединены с выходами демодуляторов.