Преобразователь угол-код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

(11) 513368

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.09. 74(21) 2061837/18-24

Союз Соввтскни

Социалистических

Республик (51) M. Кл. (08 С

9(04 с присоединением заявки №Гаеудврствеииый ивмитет. Свввтв Ииниетрев СССР ве делан изобретений и вткре1тий (23) Приоритет (43) Опубликовано105.05.76.Бюллетень № 1 7 (45) Дата опубликования описания 26.05.76 (5З) УДК 681.325 (088.8) Я. A. Хетагуров, К. A. Санников,, Г. H. Орлов, A. A. Сорокин и В. 3. Абрамов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ь (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при разработке автоматизированных информационных и управляющих систем с цифровыми машинами.

Известны преобразователи, угол-код, содержашие синусно-косинусный датчик угла, к выходам которого подключены два фазосдвигающих устройства, включенных по мостовой схеме, выходы их через формирователи импульсов связаны с раэрешаюше-запрешаюшим устройством, вход которого подклютен к генератору импульсов высокой часто.ты, а выход - к счетчику.

Однако фазосдвигаюшие устройства таких преобразователей содержат два резисто-. ра и конденсаторы, неодинаковое изменение параметров которых при изменении окружаюших условий и старении снижает эффектив- 20 ность взаимной компенсации фазовых ошибок до нескольких процентов. Кроме того, сигналы с выходов фаэосдвигаюших устройств прий)СЛ 1оказываются модулированными по ,амплитуде, что приводит к дополнительной 25 фазовой ошибке и снижает точность преобразования.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя уголвЂ” .код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угол вЂ” код введены блок суммирования, блок вычитания и инвертор.

Входы блока суммирования и блока вычи1а» ния подключены к выходу фаэосдвигаюшего устройства и второму выходу синусно-косинусного датчика угла, а выходы вЂ” к соответствуюшим формирователям импульса. Инвертор включен между одним иэ выходов синусно-косинусного датчика угла и входом фазосдвигаюшего устройства, другой вход которого подключен к этому же выходу синусно-косинусного датчика угла, Точность работы поедлагаемого преобразователя угол-код повышена за счет того, что в блоке суммирования и блоке вычита.ния одновременно формируют два сигнала

U u U по значению фаз которых опреде1 ляют код угла ловорота, ..

513366

Значения фаз определяют при U=0 и U

1 2

g. Они к>авны соответственно, j (/)-» y /r,*(t);-- "f гдето циклическая частота питающего напряжения; 8 текущее время.

Фазосдвигаюшее устройств, которое осу-: ществляет сдвиг ло фазе на ф сигнала, ам-, ! плитуда которого пропорциональна косинусу угла поворота вала, обычно выполняют с 1Е использованием)30 -цепочки, параметры ко торой изменяются при изменении окружающих условий. Поэтому выходное напряжений

Uco3 И < cÎÕ фаэосдвигающего,устройства формируется с погрешностью по фазе дЯ и по амплитуде Юй рогрешность1 приводит к фаэовой ошиб ке при формировании сигнала U в соответствии с выра ением; (g) =-. «ф+фр sin ô где (Я.),- фаза первого сигнала У, /I

При формировании сигнала U погрешность

В приводит к ошибке, по фазе определенной выражением ф . + +Ь(р Sin /3 ю l, 26 где (ф вЂ” фаза второгб сигнала Ц, Код угла поворота, выработанного преоб - ") разователями, пропорционален разности фаз (/3) - (/3 g поэтому

Яг-р),-К=-.&„-+ьоуиЬ-. -,Г-ьрБ 4 =21 36

Таким образом, ц предлагаемом преобразователе фазовая погрешность Ьр, вносимая КС =цепочкой фазосдвигающего блока, не приводит к погрешности преобразователя угла поворота вала в кол.. O

Ъмплитудная погреш " сть 4 при формировании сигнала U, приводит к фазовой ошибй ,ке, которая определяется выражениелс; (j3) =, + . -k " ;

При этом код угла поворота, выработан1 ный. преобразователем, пропорционален х=(3),-(/3),= f -. ++ апы-л-g+

+ у@"Яп 2Х =-2А+ За.Зт

Таким образом, амплитудная погрешность

Яс вносимая Щ =цепочкой, приводит к погрешности преобразования угла поворота ва-, ла в код и зависит от угла К поворота ва- Е

na no синусу двойного угла. Снижений ", требований к стабильности па раметров фазосдвигаюшего устройства и повышение точности работы в предлагаемом преобразователе угол - код достигается on- йб ределенным включением RC -цепочки при формировании сигнала U«> и й COSA При этом, отмеченное выше влияний амплитудной погрешности Й - на точность преобразования исключается (фиг. 3$. Как видно из кру1"о-, Ей вой диаграммы (фиг.2), такое включение прйводит к тому, что при изменении параметров

Я(.-цепочки вектор выходного напряжения

Ц„О СО(йМ . остается постоянным по амплитуде, но сдвигается по фазе íà 8g, а

ыше было показано, что ошибка по фазе

fP,âíoñèìaÿ КЬцепочкой, не приводит к ошибке преобразования угла поворота а. код.

Таким образом, определенным. включением

g 1 фаэосдвигаюшего устройства удается почти полностью исключить амплитудную по региностьй@. В предлагаемом преобразователе она определяется только тангенсом угла по«

vepbtgh конденсатора и величиной нагруз1 ки. Тангенс угла потерь для конденсаторов имеет очень малую величину (например, для конденсаторов типа КМ=6 tÄ34 О, ОО12, а величину нагрузки легко сделать больше

5ОО ком, поэтому можно считать, что амйлитудная погрешность исключается полнос- тью;

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угол-код; на фиг. 2 приведена схема включения Н- С -цепочки с использова нием инвертора; на фиг. 3 вЂ” круговая диаг рамма напряжений, приложенных к ней.

Один выход синусно-косинусного датчика угла 1 подключен ко входам блока суммирования 2 и блока вычитания 3, а другойко фазосдвигающему устройству 4, второй вход которого через инвертор 5 связан с этим же выходом датчика угла 1. Выход фазосдвигаюшего устройства 4 подключен ко вторым входам блока суммирования 2 и блока вычитания 3. Выходы последних соответственно через формирователи импульсов 6 и 7 соединены со входами разрешающе-эапрешающего устройства 8, третий «вход которого подключен к генератору импульсов высокой частоты 9. Выход устройства 8 соединен со счетчиком 10.

Преобразователь угол - код работает следующим образом.

При повороте вала датчика угла 1 на не. который угол, йа его выходах вырабатыва: ются синфазные напряжения переменного то-: ка, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла annoy . ворота вала. Урл й)1 со5. и 1Ь/л(ОЬФ Ц где

Pyre+/- напряжение, которым запитывают датчик угла 1. СигналУудЯ СоУЙ его инверсия -Щ(л6АСоХ. -с выхода инвертора 5 поступают на фазосдвигаюшее устройств 4, осуществляющее сдвиг его по фазе на ф;

;УсозЫСОЗЛ . В блоке суммирования 2 полученный сигнал UC05(dk СОЮ 2 суммируют с синфазным напряжением переменного тока, амплитуда которого йропорпиональка синусу угла к поворота вала: у усей) со +

+Цзпп COt5(nd -U 09(% A), а в о

Преобразователь угол вЂ” код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, фааосдвигающее устройство, два формирователя импуль

t сов, выходы которых связаны с разрешающв

,запрещающим устройством, которое подключено к генератору импульсов высокой часто .тМи счетчику, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены блок сум,мирования, блок вычитания и инвертор, при, чем входы блока суммирования и блока вычаитанйя подключены к выходу фазосдвитаюпяць устройства и второму выходу сицусно-косинус-, ного датчика угла, а выходы- к соответствующим ,формирователям импульсов; ннвертор включен между одним иэ выходов синусно-косинусно»

ro датчика угла и входом фаэосдвигающего

;устройства, другой вход которого подключен ! к этому же выходу синусно-косинусного датчика угла.

5 5133 блоке вычитания 3 формируют ; сигнал, равный разности этих наггряжений: . У "Vooc &(coS А Из|а Ш15/Л,(,=мааа(ШЫ)

При прохождении сигналовУУсоу эЫ)и

Ь (Ucos(4@<+ ) соответственно через формирователи импульсов 6 и 7 формируются импульсы в момент перехода синусоидальных напряжений через нуль, т.е.Ц Усеэ(И . )*.0и V

10. В результате в .нем формируется код, .пропорциональный E + f àÃ У.А . двойно-

, му значению угла g поворота вала датчика угла 1. Таким образом, со счетчика 10 в UBN может быть выдан код, соответствуюший углу„ поворота вала датчика угла 1.

Использование новых элементов инвертора, блока суммирования и блока вычитания, а также предложенное включение этих эле-,Е .ментов позволяет исключить погрешность, вызванную нестабильностью параметров фаэосдвигаюшего устройства. В результат тра66 6 бовання и стабильности параметров элемен тов, входящих в преобразователь аначитель» но снижены, что даст возможность испольао вать стандартные элементы аналогоцифровой техники. формула яэобретения

Составитель И. Назаркина

Редактор Л. Утехина Техред М, Девидкаи К рр p о екто д Мельничейко

Заказ 1007I27 Тираж 830 Подписное инис ов СССР

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министр по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4