Преобразователь углового положения вала сельсина в код

 

дд А

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 5О3270

Союз Советских

Йоциалистических

Республи»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.03.74 (21) 2007357/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.2 G 08С 9/04

G 08С 9/08

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 08.07.76 (53) УДК 621.314.24 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Бабаев и Г. А. Калинин

Харьковский институт радиоэлектроники (71) Заявитель (54) ПPЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛО)КЕНИЯ

ВАЛА СЕЛЬСИНА В КОД

0 при z)0

sign z =

1 при z 0

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифровых измерений угловых положений вала.

Известен преобразователь углового положения вала сельсина в код, содержащий сельсин, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом сравнивающего устройства, подключенного через блок управления ко входам регистров младших и старших разрядов, и ключи. Однако известное устройство не имеет высокой точности.

Цель изобретения заключается в повышении точности преобразователя углового положения сельсина в код. Это достигается тем, что в преобразователь углового положения вала сельсина в код введены дополнительный цифроаналоговый, преобразователь и дополнительный ключ, причем сельсин через замыкающие контакты ключей соединен со входами цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которых соединены с выходом регистра младших разрядов, а выход дополнительного цифроаналогового преобразователя через замыкающий контакт дополнительного ключа соединен со вторым входом. сравнивающего устройства.

Функциональная схема преобразователя углового положения вала сельсина в код представлена на чертеже, где 1 — сельсин, 2 — сравнивающее устройство, 3 — блок управления, 4 — регистр старших разрядов, 5— регистр младших разрядов, 6 и 7 — цифроаналоговые преобразователи, 8 и 9-группы аналоговых ключей, 10 — шина записи младших разрядов, 11 — шина установки в нуль регистров 4 и 5, 12 — шина записи старших разрядов, 13 — шина сигнала «Выдача кода», 14 — дополнительный ключ.

Выходные напряжения сельсина через группу аналоговых ключей 8 подключаются ко входу цифроаналогового .преобразователя (ЦАП) 7, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 2. Эти же

15 напряжения через группу аналоговых ключей

9 подключаются ко входу ЦАП 6, выход которого через аналоговый ключ 14 соединяется со вторым входом сравнивающего устройства

2. Значения сигнала на выходе сравнивающе20 го устройства определяются следующим образом:

25 где Z= U o — U, U>< — напряжение на входе шины 10;

U,1 — напряжение на входе шины 11.

Для управления работой всех узлов преоб разователя служит блок управления 3, кото30 рый обеспечивает выработку последовател 503270 ности управляющих сигналов. Цикл работы блока управления синхронизирован частотой питающего напряжения, а входной информацией для него являются сигналы с выхода устройства сравнения. Выходы блока управления

3 соединяются с регистром старших разрядов

4 и регистром младших разрядов5, в которых формируется кодовый эквивалент углового положения вала сельсина. Кроме того, выходные сигналы блока управления поступают на управляющие входы аналоговых ключей 8 и 9.

Регистр младших разрядов 5 управляет величиной коэффициента передачи ЦАП б и

ЦАП 7.

При подключении роторной обмотки сельсина к источнику однофазного питающего напряжения

U„=. V, sin 2 f„t, где U и f — амплитуда и частота питающего напряжения, со статорных обмоток сельсина можно получать систему трехфазных напряжений такого вида:

U, = К,рР „з1п6 sin2 f„t;

Uç — Kòð1 и$1п(8+ 120 ) sin2 f„t;

Uç — тр »» з1п(120 ) з1п М »

25 (2) где Π— угол поворота вала ротора сельсина; 30

К,р. — коэффициент трансформации.

Весь интервал кодирования Т„= Т„(разбивается на n+2 тактов, где T =f â€ вЂ период питающего напряжения.

Поступающий с входа блока управления по 35 шине 11 сигнал устанавливает триггеры регистров 4 и 5 в нулевое состояние. Одновременно аналоговые ключи 8 и 9 устанавливаются в разомкнутое состяние, а ключ 14 замыкается на «землю». В ЦАП б и ЦАП 7 устанавливаются коэффициенты передачи, равные единице. Затем замыкается один из контактов ключа 8, и напряжение Ut поступает через

ЦАП 7 на один вход сравнивающего устройства 2, на другой вход которого ранее был 45 подан нулевой потенциал. Сравнивающее устройство 2 проверяет соотношение U> O и выдает соответствующий сигнал в блок управления, который записывает «1» (а„=1) в старший разряд регистра 4, если U>(O, и за- 50 писывает «О» (а„=0), если Ui)0. После поочередного замыкания и размыкания контактов ключа 8, напряжения U и Uz поступают через ЦАП 7 на вход сравнивающего устройства, которое последовательно прове- 55 ряет соотношения U О и У, О и выдает соответствующие сигналы в блок управления.

Блок управления на основе этой информации и значения а определяет значения а 1 и

Возможно лишь шесть комбинаций знаков выходных напряжений сельсина. Каждой комбинации можно поставить в соответствие трехразрядное двоичное число, определяющее но- 65 мер сектора с дугой 60, в пределах которого лежит значение угла О. Каждая комбинация кодируется в блоке управления тремя двоичными разрядами а, а i и а„, веса которых соответственно равны 180, 120 и 60 .

При переключении ключа 14 в ЦАП 6 и

ЦАП 7 сохраняются коэффициенты передачи, равные единице, Сравнивая выходные напряжения сельсина между собой по модулю, можно по результату сравнения и по значениям а, а» и а » определить номер сектора с дугой 30, в пределах которого лежит значение угла О.

B последующих тактах аналого-цифрового преобразования определяются значения младших разрядов кодового эквивалента угла

8 = 8 — m 30, (3) где т — номер сектора с дугой 30, в пределах которого лежит значение угла О, m=0, 1, 2... 11, Кодирование угла О состоит в поразрядном уравновешивании двух однополярных напряжений путем умножения большего по модулю напряжения на коэффициент

К1,< = sinl,, а меньшего — на коэффициент

К,i — — sin (60 — Г<), с где Гс =,), " т г=» — 4

i=n — 4, и — 5,..., 2, 1 — значение эталонного угла на (и — 3 — i)-ом шаге,кодирования угла О, О (I 4(30, у4=30 /2" — 4 — (i — 1 — значение основных эталонных углов, используемых при поразрядном кодировании; а; — инверсное значение а,-го разряда выходного кода угла О, cx;((0, 1).

Физический смысл коэффициентов Кь; и

К,4 состоит в том, что они пропорциональны модулям уравновешиваемых напряжений при значениях О =Г; или же О =т 30 +Г;

В зависимости от значения а э сравниваемые напряжения коммутируются так, чтобы на вход ЦАП 7 подавалось меньшее по модулю напряжение, а на вход ЦАП 6 — большее.

В ЦАП б устанавливается коэффициент передачи К,, 4 — — з1пГ 4 — — sin15, а в ЦАП 7—

Кг,и — 4=sin(60 — Г,» 4) =sin(60 — 15 ) и организуется проверка предиката. Полученное значение а 4 записывается в регистр младших разрядов 5. При этом, если signz=0, то в ЦАП 6 устанавливается коэффициент передачи Кь 5 — — sinI 5 — — з1п7,5, а в ЦАП 7—

К, 5= sin 60 — Г 5 =sin (60 — 7,5 ), после чего организуется проверка предиката и определяется значение а 5. Если же sing z=l, то в ЦАП 6 устанавливается коэффициент передачи Кь 5 — — sin Г =sin (15+7,5 ) а в

К2»и — 5= sin (60 — Г„q) =sin (60—

15 — 7,5 ), после чего ортанизуется проверка предиката и определяется значение а q.

503270

Составитель И. Загорбинина

Техред Т. Курилко Корректор Т. Добровольская

Редактор Л. Тюрина

Заказ 1371/10 Изд. № 1347 Тираж 819 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Остальные коэффициенты с a„6 по а1 определяются аналогично описанному. При этом для т четных (вкл1очая и m=0) в регистре младших разрядов 5 формируется прямой код угла 0, а для нечетных т формируется код, пропорциональный дополнению угла 0 до 30 .

Итак, в регистре старших разрядов

4 записан четырехразрядный двоичный код а, an ь а g, n з с весами 180, 120, бО и

30 соответственно. Этот код можно интерпретировать как двоично-.кодированный номер сектора с дугой 30, в котором лежит значение угла О. В регистре младших разрядов 5 записан (и — 4) -разрядный код а <, o. в,..., ni с весами 15; 7,5; ....30 /2" —" соответственно, который при т четном (включая и m=-О) является прямым кодом угла 0 =0 — т 30, а при т нечетном — кодом, дополняющим угол

0 до 30 .

Цикл преобразования заканчивается после выдачи кодового эквивалента угла 0 из регистров 4 и 5 по сигналу «Выдача кода», поступающему с выхода блока управления, и устройство готово к новому циклу преобразоваH чя.

Формула изобретения

5 Преобразователь углового положения вала сельсина в код, содержащий цифроаналоговый преобразователь выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства, подключенного через блок управления

10 ко входам регистров младших и старших разрядов, и ключи, отличающийся тем, что, = целью повышения точности работы устройства, в него введены дополнительный цифроаналоговый преобразователь и дополнитель15 пый ключ, причем сельсин через замыкающие контакты ключей подключен ко входам цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которых соединены с выходом регистра младших разрядов, а выход дополни20 тельного цифроаналогового преобразователя через замыкающий контакт дополнительного ключа соединен со вторым входом сравнивающего устройства.