Преобразователь угол-код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 486340

Соиза Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.05.73 (21) 1921349/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 08с 9/04 осхдаРственнмй комитет (23) Приоритег

Совета тлинистров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) Опубликовано 30.09.75. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30.12.75 (72) Авторы изобретения Л. А. Бильвин, Л. В. Бурилин, Б. Л. Менис, В, П. Орлов и Л. Н. Фруман (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ вЂ” КОД

Предлагаемое устройство относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления для ввода угловой величины в цифровую вычислительную машину.

Известен преобразователь угол — фаза— код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), работающий в режиме фазовращателя с двухфазным питанием, трп нуль-органа, два триггера, формирующих временной интервал, схемы совпадения, счетчик импульсов.

Недостаточно высокая точность такого преобразователя обусловлена погрешностью нульорганов.

Цель изобретения — уменьшение погрешности преобразователя угол — код.

Это достигается путем установки между фазовращателем с двухфазным питанием и двумя нуль-органами электронного переключателя, двух пар схем совпадения, соединенных с выходами нуль-органов и входами двух триггеров, и блока управления, связанного с электронным переключателем и двумя парами схем совпадения.

Функциональная схема преобразователя угол — код показана на фиг. 1, а на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Первичные обмотки фазовращателя 1 соединены с двумя выходами генератора 2 синусоидального двухфазного напряжения, связанного с генератором 3 импульсов. Один из выходов генератора 2, принимаемый за опорный, и генератор 3 соединены с блоком 4 управле5 ния. Вторичные (синусная и косинусная) обмотки фазовращателя и опорный выход генератора 2 подключены к электронному переключателю 5, который связан с блоком 4 управления и имеет два положения.

l0 В первом положении переключателя 5 к нуль-органу 6 присоединен опорный выход генератора 2, а к нуль-органу 7 — вторичная косинусная обмотка фазовращателя. Во втором положении электронного переключателя

1Б к нуль-органу 6 подключена вторичная синуспая обмотка фазовращателя, и к нуль-органу

7 — опорный выход генератора 2.

Выходы нуль-органов 6 и 7 соединены с входами триггеров 8 и 9 через две пары схем 10

20 и 11 совпадения, первая пз которых состоит из двухвходовых схем 12 и 13 совпадения, а вторая — из двухвходовых схем 14 и 15 совпадения. Первые входы схем 12 и 13 соединены вместе и подключены к выходу нуль25 органа 6, а вторые входы этих схем — к блоку 4 управления. Выход схемы 12 присоединен к. единичному входу триггера 8, а выход схемы 13- — к -нулевому входу этого триггера.

Первые входы схем 14 и 15 совпадения со30 единены вместе и подключены к выходу нуль486340

3 органа 7, а вторые входы этих схем — к блоку управления. Выход схемы 14 присоединены к единичному входу триггера 9, а выход схемы 15 — к нулевому входу этого триггера.

Входы сбросов триггеров 8 и 9 соединены с блоком управления, а выходы этих триггеров — с логической схемой 16, состоящей из схем 17 и 18 совпадения и схемы «ИЛИ» 19.

Выход триггера 8 подключен к схеме 17 совпадения, а выход триггера 9 — к схеме 18 совпадения. Обе эти схемы соединены также с генератором 3 импульсов. Выходы схем 17 и 18 ерез схему «ИЛИ» 19 подсоединены к входу и-разрядного счетчика 20, а вход сброса счетчика — к блоку управления.

Цикл кодирования угла занимает четыре периода выходного напряжения генератора 2.

С этого генератора снимаются два синусоидальных напряжения U,, и U„-, сдвинутые между собой по фазе на 90 . Частота этих напряжений в 2" раз меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3.

Выходные напряжения генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя. Фазы напряжений на вторичных (синусной и косинусной) обмотках фазовращателя зависят от угла поворота ротора фазовращателя. Причем напряжение, снимаемое с вторичной косинусной обмотки, опережает по фазе напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки, на

90 . Одно из выходных напряжений генератора 2 U принято за опорное и подано на блок управления, на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов.

Блок управления может быть выполнен, например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжением U,„ñ точностью одного или нескольких периодов генератора 3 импульсов.

На выходе блока управления формируется сигнал переключения (l„сигналы включения опорных импульсов U„, U„, сигналы включения рабочих импульсов U< и U, сигнал сброса U. Сигналы U,— U, имеют два состояния

«О» и «1».

Каждый из сигналов включения опорных импульсов U, и U перекрывает по длительности момент положительного перехода через нуль опорного напряжения U>. Сигнал У„подается в начале первого периода опорного напряжения U, à сигнал U — в начале третьего периода.

Сигнал U принимает состояние «1» по окончании сигнала Ur è «О» по окончании сигнала U<.

Сигнал включения рабочих импульсов V, перекрывает по длительности второй период опорного напряжения U„a сигнал включения рабочих импульсов U — четвертый период.

Перед сигналом включения опорных импульсов У„подается импульс сброса счетчика U,.

В исходном состоянии сигнал переключения

U равен нулю и на вход нуль-орган 6 через

1О

15 ю

65 4. переключатель 5 поступает опорное напряжение U>. В момент положительного перехода этого напряжения через нуль на выходе нульорганов возникает импульс, называемый опорным. При совпадении этого импульса с сигналом включения U„на выходе схемы 12 появляется импульс U„„, который устанавливает триггер 8 в состояние «1». При этом схема 17 открывается и импульсы U„. от генератора 3 поступают в счетчик 20 через схему «ИЛИ» 19.

В первом периоде опорного напряжения U„ сигнал переключения U, принимает состояние

«1» и переключатель 5 переводится во второе положение, при котором к входу нуль-органа 6 подключается вторичная синусная обмотка фазовращателя, а к входу нуль-органа 7 — опорное напряжение U,. Фаза ср> напряжения U.„ синусной обмотки, измеренная относительно опорного напряжения l„зависит от угла поворота ротора фазовращателя.

В моменты положительного перехода через нуль напряжения вторичной синусной обмотки фазовращателя на выходе нуль-органа 6 возникают импульсы, называемыми рабочими.

Временной сдвиг tl этих импульсов относительно момента перехода через нуль опорного напряжения пропорционален фазе, напряжения на вторичной синусной обмотке фазовращателя (фиг. 2, У„и U„).

При совпадении первого же рабочего импульса с сигналом включения рабочих импульсов U, на выходе схемы 13 появляется импульс

U,„, устанавливающий триггер 8 в состояние

«О». Схема 17 при этом закрывается и поступление импульсов U от генератора 3 прекращается. Код в счетчике 20, накопленный к этому моменту времени, пропорционален временному интервалу tl между опорным и рабочим импульсами, а следовательно, и фазовому сдвигу ср> напряжения вторичной синусной обмотки фазовращателя.

В этом же положении переключателя о на вход нуль-органа 7 подается опорное напряжение U,. При совпадении положительного момента перехода через нуль этого напряжения и сигнала включения U подаваемого на схему

14, на выходе этой схемы появляется импульс

U„„устанавливающий триггер 9 в состояние

«1». Импульсы генератора 3 через схемы 18 и

19, начинают поступать в счетчик 20. После этого сигналом переключения U, переключатель 5 возвращается в исходное положение, при котором на вход нуль-органа 7 включается напряжение Uo вторичной косинусной обмотки фазовращателя. Напряжение Uo косипусной обмотки сдвинуто по фазе относительно опорного напряжения U, на угол yz= ð - ;

+ — (фиг. 2, U, U ) . .В моменты положительного перехода через нуль напряжения вторичной коси нусной обмотки на выходе нуль-органа 7 появляются рабочие импульсы.

При совпадении первого же импульса на выходе нуль-органа 7 и сигнала U включения рабочего импульса на выходе схемы 15 образуется импульс U„, сбрасывающий триггер 9 в состояние «0». Поступление импульсов от генератора 3 на счетчик 20 прекращается.

Приращение кода счетчика после кодирования фазового сдвига q,z напряжения косинусной обмотки фазовращате.чя пропорционально временному интервалу Ь между импульсами. поступившими на триггер 9 от нуль-органа 7.

Суммарный код счетчика пропорционален

Переклю гатель и схемы 12 — 15, управляемые сигналами блока 4, позволяют использовать каждый из пуль-органов дважды: в первый раз — для формирования опорных импульсов в начале интервалов 11 и 12, во второй раз — для формирования рабо III импульсов в конце этих интервалов.

Благодаря этому ошибки пуль-органов 6 и 7 при преобразовании фазовых сдвигов р1 и во временные интервалы tI и 12 исключаются и точность преобразователя угол — код по сравнению с известным преобразователем повышается более, чем на порядок.

Предмет изобретения

Преобразователь угол — код, содержащий фазовращатель с двухфазным питанием, нульорганы, триггеры, подключенные к входам логической схемы, другие входы которой со10 единены с генератором импульсов, а выходы-— со счетчиком, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ошибки преобразования, в него введены две пары схем совпадения, б.чок управления и соединенный с ним элекI5 тронный переключатель, одна пара входных клемм которого подключена к вторичным обмоткам фазовращателя, вторая — к одной из первичных его обмоток, а выходные клеммы —— к входам нуль-органов. выход каждого из ко20 торых соединен с двумя входамп соответствующей пары схем совпадения, другие входы которых подключены к блоку управления, а выходы — к входам триггеров.

Рыг s

1/б

/ г д е (/в

Ул

Фл а Р

С оста внтель В. Андрюш ин

Техред T. Миронова Корректор Е. Хмелева

Редактор И. Грузова

Заказ 3213/11 Изд, № 1858 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2