Способ преобразования угла поворота вала в пропорциональный сигнал
Союз Соввтскиз
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТЮЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 17.09.74 (21) 2062831/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 05. 12.78,Бюллетень №4.5 (45) Дата опубликования описания 08.12 78 (ii 636652 г (51) М. Кл
Ь 08 С 9/00
Государственный комитет
Совете Мииистров СССР во делам изооретеиий н открытий (53) УДК681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения
A. Ю..Пворниченко, B. Г. Сюрха и И. К. Безродный (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА
ВАЛА В ПРОПОРЦИОНА ЛЬНЫЙ СИГНА Л
Способ относится к обпасти преобразования формы представпения информации и может найти широкое применение в преобразоватепях типа ван — код, в которых датчиками угла поворота вала явпяются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторьт (СКВТ) .
Известен способ преобразования угла поворота вапа в пропорционапьный сигнап, основанный на преобразовании угла поворота СКВТ в пропорциональный ему угол сдвига фаз двух напряжений jl).
Известный способ не обеспечивает достаточной точности.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явпяется способ, преобразования угпа поворота вала в пропорциональный сигнал, основанный на сравнении измеряемого сигнала с опорным, сформированным с бопее высокой частотой, чем максимальная частота измеряемого сигнала, и с фиксированной зависимостью во времени, идентичной измеряемому сигнану (2).
2 .Ипя получения кода, пропорционапьного углу поворота вапастребуемойточностью, по известному способу формируют корректирующий код, который суммируют с кодом, попученным в результате сравнения сигналов огибающих СКВТ с опорным сигналом. C увеличением требуемой точности схема формирования корректирующего кода резко усложняется из-за необходимости формирования и хранения большого копичества значений корректирующего кода. Таким образом, известный способ обладает недостаточной точностью.
Hemь изобретения - повышение точности преобразования угпа поворота в пропорциональный сигнал.
Поставпенная цепь достигается тем, что при сравнении измеряемого сигнала с опорным формируют временной интервал, начапом которого явпяется момент перехода опорного сигнапа через нупевое значение, а концом - момент равенства мгновенных значений измеряемого сигнала
636652 г н- В момент равенства сравниваемых е- сигналов выпопняется условие и опорного. За истинный момент его ко ца принимают момент равенства измеря мого и опорного сигнапов на участках, где производные этих сигналов имеют одинаковый знак, преобразуют временной В интервап в форму, удобную дпя суммирования, и получают пропорциональный сиг« ,нап путем суммирования преобразованного временного интервала с константами.
Бпагод&ря идентичности функционапь- И
Hb>x зависимостей сравниваемых сигна нов зi с -= в юФ. и и Мп oL- ь1ищi(=p, Преобразуем это выражение с . ". ж1 A Q3t
2@os
Я 2
° 511l- - "О
Поспеднее выражение равняется нупю, когда сС+Ш1 . д -СЮ1
Ц„=О „1 А IU =0 „ ьо = ц „Мп(9О2а ) и U =U,„„моюсь у временной интервал, измеренный описанным вьпие способом, явпяется пропорциональной вепичиной от угпа поворота вана {ротора CKBT) с высокой точностью. И Теоретически, при абсопютной идентичности функционапьных зависимостей сравниваемых сигналов, погрешность преобразования равняется нупю. На фиг. 1 представпена бдок-схема реапизации способа; на фиг. 2 и 3временные диаграммы. Блок-схема реапизачии способа преобразования угла поворота вада в пропорциональный сигнап вкпючает в себя . @ СКИТ - датчик 1, преобразователь 2 "напряжение-временной интервап и измеритель 3,временного,интервапа. Преобразование осуществпяется спецунхцим образом. 33 Бгяходные: сйгнапы СКИТ вЂ” датчика 1 поступают на преобразователь 2 напряжение-временной .интервал, где демодупируются и сравниваются с опорными синусоидапьным : сигнапом. В реэупьтате срав- пения на выходе преобразователя 2 формируется временной интервап, пропорционапьный угповому положению ротора CKBT.датчика 1, Измеритель 3 временного интервапа преобразует временной интервап в эквивапентную физическую величину другого рода, например, в напряжение ипн в двоичный код. Сущность предпагаемого изобретения Я поясняется временными диаграммами {фиг. 2), где показаны сравниваемые опорный сигнап U U ц,б(п cut и огибающая синусной обмотки СКИТ-датчика 1 U Q „Ìä ä, где сС-угол поворота ротора СКИТ-датчика 1, LQ - угповая частота опорного синусоидаиьного сигнапа. с(. +(Ю oL+ tet 7с еое — =p еспе = — (7n<) 2 2 2 откуда Ж(2п+ 3 ) — oL 1 д) — =е(еи) <Х -(Юф, 2 откуда Выражение дпя t< и 4 явпяются математическим выражением временного интервапа, качаном которого явпяется момент перехода через нулевое значение опорного сигнала UO=U„„„s ï <в, а концом — момент равенства мгновенных значений опорного сигнала и сигнала огибающей CKBT. Из этих выражений видно, что зависимость t< (6 ) от угпа поворота ротора СКИТ (с . ) является пропорциональной; так как все чпены правой части этих выражений, кроме d., постоянны. Неоднозначность временного интервапа объясняется тем, что в каждом периоде опорного сигнада U существуют два момента равенства (фиг. 2). Истинным значением временного интервапа, который изменяется пропорционапьно изменению угла с, является временный интервал t2, так как при однозначно выбранном моменте начала временного интервапа, например момент перехода опорного сигнапа через нупевое значение из отрицательной обпасти в положительную, второе значение временного интервала 1 4 пропорционапьно ие урду с, а величине ж(ай+4)- Исходя из графической иппюстрации предпагаемого способа, изображенной на фиг. 2, истинным значением временного интервапа (моментом конца временного чнтервапа) явпяется тот момент равенства, при котором производные сравниваемых сигнапов имеют одинаковый знак. 636652 При значениях угла ОС близких к экстремумам сигнала огибаюшей СКВТ, возможна бопьшая погрешность преобразования из-аа низкой крутизны опорного синусоидапьного сигнапа. С цепью искпю- У чения этой погрешности осуществпяется переход сравнения с синусной огибающей на косинусную (ипи наоборот), так как их экстремумы сдвинуты один относитепьно другого на угол ah=90, что и поз- Э о воняет искпючить из процесса преобразования (сравнения) обпасти экстремумов огибающих CKBT. На фиг, 3 а участки огибающих СКВТ, на которых производится преобразование, показаны утопщенной пинией. При преобразовании по синусной огибающей СКВТ (участки Х,Ш,6 ) получают значение временного интервала, пропорционапьного угпу Д.,а при преобразовании по косинусной огибающей (участки й, 6, М ) значение временного интервала отпичается от истинного на постоянную величину (фиг. Зб). Ипя получения сигнаиа, пропорционащ ного угну поворота ротора Cl(BT a диапазоне от 0 до 360, производят измереО о ние временного интервала (фиг. Зб) в результате чего преобразуют последний в эквивапентный сигнап, например в код, а затем измеренное значение временного интервала суммируют с константами, показанными. на фиг. Зв. В резупьтате суммирования получают сигнап (фиг. Зг), который изменяется пропорционально углу поворота ротора СКБТ в диапазоне от 0 до 360. Частота опорного синусоидапьного сигнала определяется допустимой погрешностью преобразования и максимапьно возможной частотой изменения сигнапа огибающей СКВТ. Например, есин максимапьная частота огибающей 0,5 Гц и допустимая погрешность преобразования 0,1%, то частота опорного сигнала определяется спедующим образом. верхнее значение частоты опорного сигнапа ограничивается быстродействием реальных устройств, участвующих в процессе сравнения сигналов. Предлагаемый способ преобразования найдет широкое применение в области вычиспительной техники дня преобразования угпа поворота вала в двоичный код, таК КаК ОН ПОЗВОПЯЕт ПОВЫСИТЬ тОЧИОСтЬ и упростить устройство по сравнению с известным. Предпопагаемое сокращение затрат при ацпаратурной реапиэации способане менее, чем в два раза, а точность преобразования теоретически не ограничена ° Дпя Опредепения BpQKTH÷ÿcêè дости жимой точности преобразования по предпопагаемому способу необходимо провести исследования способов формирования опорного синусоидапьного сигнапа, максимапьно прибпиженного по функционапьной зависимости к спгпапу Огиба лцей CKBTдатчика. Формупа изобретения Способ преобразования угла ИОворОта вала в пропорциональный сигнал, основанный на сравнении измеряемого сигнапа с опорным, сформированным с бопее высокой частотой, чем максимапъная частога измеряемого сигнала, и с фиксированной зависимостью Во времени, идентич- ной измеряемому сигналу, о т и и ч а юшийся тем, что, с цепью повьииения точности преобразования, при сгавнении измеряемого сигнала с опорньм формируют временной интервап, начапом которого явпяется момен" перехода опорного . сигнала через нупевое значение, а концом - момент равенства мгновенных значений измеряемого сигнапа и опорного,lg за истикный мОмент еГО конца принимают момент равенства измеряемого и опорного сигнапов на участках, где производные этих снгнапов имеют Одинаковый знак, преобразуют временной интервап в форму, удобную дпя суммирования, и получают пропорционапьный сигнал путем суммирования, преобразованного временного интервапа с константами. Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетепьство СССР %368634, кп. G 08 С 9/04, 1970. 2. Авторское свидетеиьство СССР И 328497, кп. G 08 С 1/28, 1972. 6 366 5.2 tz (маиса акй Составитель И. Наэаркина Редактор Э. Губницкая Техред 3. Фанта КорректорВ. Сердюк Заказ 6945/41 Тираж 721 Подписное .ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4
