Способ преобразования угла поворота вала в цифровой код

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш 472360

Союа Советских

Социалистических

Респчблик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.05.73 (21) 1921955/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.05.75. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 10.09.75 (51) М. Кл. G 08с 9/00

G 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.24 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. А. Потемкин, П. В. Петров, И. С. Гандзюк и В. Г. Сидоричев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В ЦИФРОВОИ КОД

Изобретение относится к способам преобразования положения вала в цифровой код и может использоваться в системе передачи данных на вход цифровых вычислительных машин.

Известны способы преобразования углового положения вала в цифровой код с использованием сельсина, в которых в качестве аналоговой величины используется широтно-импульсное и временное (ШИВ) соотношение трехфазных и двух опорных импульсов постоянной амплитуды, получаемых в результате преобразования трехфазного синусоидального напряжения сельсина-датчика и двух опорных синусоидальных напряжений. При этом полный оборот ротора сельсина разбивается на

12 секторов по 30 каждый, в пределах которых определяют внутрисекторное значение угла.

Однако необходимость формирования двух опорных синусоидальных напряжений для получения ШИВ соотношения трехфазных и двух опорных импульсов требует сложного оборудования. Кроме того, преобразование амплитудных отношений, изменяющихся нелинейно в пределах 30 -го сектора, дает ограниченную точность.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение способа преобразования.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу попарно сравнивают амплитуды трехфазных синусоидальных напряжений между собой с последующим сравнением каждой из

5 этих амплитуд с амплитудой линейного напряжения, пропорционального углу поворота вала. Кроме того, сравнивают фазу линейного напряжения с фазой опорного напряжения, а полученные в результате сравнения значения

10 амплитуд напряжений преобразуют в импульсы постоянной амплитуды.

На фиг. 1 изображена схема устройства преобразования угла поворота вала в цифровой код, реализующего предлагаемый способ; на

15 фиг. 2 — зависимость амплитуды и фазы напряжений от угла поворота ротора сельсина; на фиг. 3 — возможные комбинации выходных напряжений схем сравнения по амплитуде и фазе для различных 24 положений рото20 ра сельсина.

Амплитуда и фаза напряжений У ф Ц2ф с/Зф трехфазных обмоток ротора сельсина и линейного напряжения U, (см. фиг. 2) зависят от углового положения ротора относительно ста25 торной обмотки:

U,ô — И/„соя 2;

U„> — - Ы, „соя (— 120 );

Ь Зф — Ы./„сов (а — 240 );

30 У = kk U„sill u, 472360

50 где U — напряжение питания сельсина;

k — коэффициент передачи сельсина;

Й, — коэффициент трансформации транс1 форматора, равный у 3

Например, напряжение U<@ первой фазы обмотки достигает максимальной величины при

a=0, причем фаза напряжения при таком угловом положении ротора соответствует фазе напряжения питания сельсина, а линейное напряжение U„равно нулю.

Преобразование осуществляется путем сравнения синусоидальных напряжений по амплитуде на шести схемах сравнения, независимо от полярности входных сигналов, и сравнения фазы линейного напряжения с фазой напряжения питания сельсина.

Так, напряжение U, находится в противофазе с напряжением питания сельсина в секторе от 180 до 360, а напряжения гф ) Узф в секторах 90 — 180, 270 — 360, U ) Узф в секторах 75 †1, 255 †3, У ф ) У ф в секторах 60 †1, 240 †3, ) У ф в секторах 45 †1, 225 †3 ; 1зф ) 1б ф в секторах 30 †1, 210 †3, U<; ) )U2ô в секторах 15 †1, 195 †2 .

Полученная аналоговая величина в виде соотношений напряжений по амплитуде и фазе однозначно определяет угловое положение ротора в одном из 24 секторов по 15 каждый (см. фиг. 3).

Устройство преобразования угла поворота вала в цифровой код, реализующее данный способ (см. фиг. 1) включает в себя сельсиндатчик 1, схему 2 получения трехфазных и одного линейного напряжения относительно корпуса сельсина, демодуляторы 3 — 6, выпрямитель 7, фильтры 8 — 11 нижних частот, инвертор 12, компараторы 13 — 18, логическую схему «И» 19, дешифратор 20.

Трехфазное напряжение сельсина-датчика 1 поступает на вход схемы 2 формирования трехфазных и одного линейного напряжений относительно корпуса сельсина. С выхода схемы 2 полученные напряжения поступают на вход демодуляторов 3 — 6. На вторые входы демодуляторов и выпрямитель 7 поступает напряжение питания сельсина U„.

Выходные напряжения демодуляторов при изменении угла поворота вала ротора сельси5

30 на представляют собой соответствующие пульсирующие напряжения. Огибающие этих напряжений выделяются на активных фильтрах

8 — 11 нижних частот (см. фиг. 2). Напряжения огибающих в соответствующих парных сочетаниях поступают на входы компараторов

13 — 18, которые производят сравнения по абсолютной величине поступающих напряжений: компаратор 13 сравнивает (У, () (Uzq (; компаратор 14 — (Удф() (U>@(; компаратор 15— (,У,() (У,ф(; компаратор 16 — (U„()(U„( компаратор 17 — I У,() I У ф(компаратор

18 — (Uzy (((- зф (.

Как видно из фиг. 2, по данным огибающим за один оборот вала могут быть определены

24 точки.

Сигналы с выходов компараторов в виде определенных уровней (см. фиг. 3) поступают на дешифратор 20. Напряжение огибающей U, через инвертор 12 поступает на один из входов логической схемы «И» 19. Второй вход этой схемы подключен к выпрямителю 7, на вход которого подается напряжение питания сельсина-датчика. Логическая схема «И» выдает на дешифратор 20 уровень напряжения, если линейное напряжение U, находится в противофазе с напряжением питания сельсина

U . Сигнал со схемы «И» служит для устранения неоднозначности кодового отсчета на углах 0 — 15, 180 — 195 .

Дешифратор 20 определяет любой из 24 секторов по 15 каждый.

Предмет изобретения

Способ преобразования угла поворота вала в цифровой код, основанный на преобразовании угла поворота вала в трехфазное синусоидальное напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, попарно сравнивают амплитуды трехфазных синусоидальных напряжений между собой с последующим сравнением каждой из этих амплитуд с амплитудой линейного напряжения, пропорционального углу поворота вала, сравнивают фазу линейного напряжения с фазой опорного напряжения, полученные в результате сравнения значения амплитуд напряжений преобразуют в импульсы постоянной амплитуды.

47236О

К гррр, Составитель П. Потемкин

Редактор Е. Караулова Техред Г. Дворина Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Заказ 2214/14 Изд. № 1490 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2