Преобразователь угла поворота вала в код
ОП ИСАНИЕ,6366у
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соввтских
Социалистических
Республик (51) Дополнительное к авт. синд-ву(22) Заявлено 24.05.76(21) 2862886/18-24 (51) M. Кл.
Q 08 С )/04 с присоединением заявки ¹
Гвсудврственный номнтет
Свввтв Инннстрев СССР ео делам нзовретеннй и открытнй (23) Приоритет(43) Опубликовано05.12.78.Бюллетень № 45 (53} УДК 681.34 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 07.12.78
Р. N. Мирсалимов и В. Б. Ибрагимов (72} Авторы изобретения (71) Заявитель Азербайджанский институт нефти и химии имени М. Азизбекова (54} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА
В КОД
Изобретение относится к системам преобразования аналоговых величин в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.
Известны преобразователи угла поворота вала в код, в которых для опре- 5 деления кода положения вала используют напряжения и фазы сигналов сельсин-дав чика и источника опорного напряжения (11
Недостатком известного устройства является сложность технического решеiÎ ния и неаостаточная точность кодирова-. ния угловых перемешений вала.
Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято эа прототип, является преобразователь угла поворота вала в код, содержаший сельсин, фаэные обмотки которого подключены к входам выпрямителя и к первым входам измерительных фазовых детекторов, а обмотка питания подключена к входам опорного фазового детектора, один выход выпрямителя соединен со вторыми входами измерительных фазовых аетекторов, выходы которых подключены к первым входам блоков совпадений, ко вторым входам которых подключен выход опорного фазовсго детектора, выходы блоков совпадений соединены с одними вхоаами блока расчета положения вала, другие входы которого соединены с выходами выпрямителя, первый выход блока расчета положения вала и выходы блоков совпадений соеаинены с накопительным регистром (2).
Недостаток этого известного устройства состоит в недостаточно высокой точности преобразования угловых перемешений вала.
Бель изобретения заключается в повышении точности работы устройства.
Поставленная цель достигается за счет того, чт о в устройство введены сумматор, блок сравнения, блок выбора управляюшего кода, операционный усилитель с делителем на входе и в цепи обратной связи из параллельно соединенных постоянных и управляемых резисторов, причем к одному входу блока сравнения подключен один вход сумматора и второй выход блока расчета положения вала, третий выход которого соединен с другим входом сумматора, выход сумматора соединен с делителем операционного уснли- 3f теля, выход которого соединен .с другим входом блока сравнения, выходы блока сравнения соединены с входами блока выбора управляющего кода, один выход которого соединен с управляемыми реэисто- > рами делителя операционного усилителя, а другой, - с накопительным регистром.
На чертеже. представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код.
И
Устройство содержит сельсин 1, фазные обмотки которого подключены ко входам выпрямителя 2 и к первым входам измерительных фазовых детекторов 3, а обмотка питания — ко входам опорного фазового детектора 4; блоки совпадений 5, блок 6 расчета положения вала,, сумматор 7 выполненный из операционного усилителя 8 с входными резисторами 9 и 10, резистором 11 обратной связи и выходным резистором 12,операционный усилитель 13 с делителем, во входную цепь операционного усилителя 13 включены параллельно соединенные цифровой управляемый резистор 14 и постоянный резистор
15, а в цепь обратной связи — также параллельно соединенные цифровой управляемый резистор 16 и постоянный резистор 17, блок 18 сравнения, блок подбора управляющего кода 19 и накопительный регистр 20. В состав блока 19 входят вентили 21 и 22, управляющие входы которых связаны с выходами блока сравнения 18, реверсивный счетчик 23 и геф) нератор 24 тактовых импульсов. Напряжения фазных обмоток сельсина и его обмотки питания определяются следующим образом.
U=KU ьиФ cetем9;
U *КО„„sin аэФ, sic(e-äîо);
U> = КО„„shah tat sin(9««2400); где 0„,, uL> -амплитудные значения и круовая частота напряжения питания;
Я
8 -угол поворота ротора сельсина;
К -коэффициент трансформации, постоянный для данного типа датчика (К 4;1).
Наличие этих напряжений дает возможИ ность определения того 60-ти градусного сектора, в котором находится искомый oà р Е. Д о о, с o b фазовых детекторов.3, в качестве которых могут быть использованы однополупериодные выпрямители с ограничением выходного напряжения на заданном уровне U о7 формируются нормализованные фазные напряжения, которые подаются на блоки совпадения 5. Вторые входы последних подключены к выходу опорного фазового детектора 4 при этом, если напряжения выходных обмоток сельсина 1 и его обмотки питания синфаэны, на выходе соответствующего блока совпадения 5 формируется 1", а если указанные напряжения противофазны, то формируется "О".
Выходы блоков совпадения 5 подключены к дешифратору блока 6 расчета положения вала и к накопительному регистру 20, куда заносится код И„,отображак>щий положение 60-градусного сектора на угловой оси.
Выпрямитель 2 выполнен по обычной схеме. Его особенность — наличие блока формирования искусственного нуля, представляющего собой нагрузку, обьединенную звездой и подключенную к выходам сельсина 1.
Блок 6 расчета положения вале состоит из дешифратора и управляемых нм клапанов, включенных между выходами выпрямителя и входами первогсоперационного усилителя. В функции дешифратора входит выбор пары напряжений (из числа исходных), изменяющихся по законам Цп и О и Uc -напряжения подъема и спада в пределах начаш ного участка синусоиды, где закон изменения напряжений с некоторым приближением можно принять линейным). Llm этого в соответствии с кодом положения 60-градусного сектора дешифратор формирует управляющие сигналыы, которые открывают с оотве тствующие клапаны и подключают необходимую пару напряжений к входным резисторам
9 и 10 операционного усилителя 8.
Кроме того, по результатам сравнения абсолютных значений указанных напряжений дешифратор формирует признак И„,, указывающий положение 30-градусного сектора внутри 60 -градусного сектора; этот признак также заносится в накопительный регистр 20.
Отношение напряжений U > и 1) опреС деляется следующим, образом
Uï 2
0 &9. ctg 8-1
Путем несложных преобразований это выражение может быть приведено к виду
Ц „= Ф д &(4,45 U О, 56 Ц ).
6366
Реализация этого выражения с целью опредепения угла поворота 9 в цифровой форме связана с выпоцнением операций суммирования, умножения с одновременным функционапьным преобразованием и сравнения. Рассмотрим особенности выпоинения каждой из перечисленных операций в отдельности.
Операционный усииитепь 8 вкпючен по схеме сумматора и реапиэует операцию !О суммирования напряжений U п и U о
Е - к. U1 (К1ис+К U ).
Е .,(И. 1 4 с 2 П
Коэффициенты К и К определяются 15 отношением сопротивлений резистора 1 1 обратной связи и входных резисторов
9, 10.
Выходной резистор 12 операционного усилитепя 8 выпопняет функции согнасую- 2О шего эиемента.
Реализация множительно-тангенсной операции осуществпяется посредством операционного усипитепя 13, входная цепь и цепь обратной связи которого содержат соединенные парапиепьно с постоянными резисторами 15 и 17 цифровые управляемые резисторы 14 и 16. Такое соединение нри определенном значении
coTlpQTHBHeHHH резисторов 15 и 17 позвоняет подучить на выходе операционного усипитепя 13 напряжение Ц постоянного тока вила ц
z 1
Напряжения Q u U сравниваются в и сравнивающем устройстве 18, которое в зависимости от знака напряжения рассогласования Ь Ц= Ц„ - и формирует на выходах, связанных с управпяюшими входами вентицей 21 и 22, сигналы, управ- 4е пяющие работой блока 19. Еспи знак AU
1 попожитепен, появпяется управияюший потенциаи на том выходе сравниваюшего устройства 18, который связан с управпяющим входом вентипя 21, при этом поспедний пропускает импуиьсы от генератора 24 на вход "+ реверсивного счетчика 23. Наоборот, если знак и U отрицателен, появпяется управияюший потенциал на другом выходе сравниваюшего устройства 17, связанном с управияющим входом вентипя 22, при этом последний пропускает импупьсы от генератора 24 на вход -" реверсивного счетчика 23, Так как выходы разрядов реверсивного
55 счетчика 23 связаны с цифровыми входами цифровых управпяемых резисторов
14 и 16, вки1оченных во входную цепь
55 6 и цепь обратной связи операционного усипитеия 13, то изменение содержимого указанного счетчика в сторону увеиичения (режим сложения импульсов) ипи уменьшения (режим вычитания импульсов) приводит соответственно K изменению напряжения U> при этом в момент
Времени, когда Ь 0 = О, Цп = О., т. е. в . схеме устанавливается равновесие, характерное дпя режима сиедяюшего уравновешивания. Нарушение этого равновесия при изменении угпа поворота ф приводитвновь к появпению сигнапа рассогпасования g Ц отработка которого ведется в посиедовательности, описанной выше.
Таким образом, полный код угпа поворота 4У фиксируется в накопитеиьном регистре 20 и состоит из трех частей: кода И положения 60- градусного сек4 тора, признака Ng указываюшего 30градусный сектор внутри 60- градусного, и кода М отображающего значение угла .поворота g в пределах 30 градусного сектора.
Форму па изобретения
Преобразователь угпа поворота вала в код, содержаший сельсин, фазные обмотки которого подключены к входам выпрямитеия и к первым входам иэмеритепьных фазовых детекторов, а обмотка питания подключена к входам опорного фазового детектора, один выход вылрямитепя соединен со вторыми входами измерительных фазовых детекторов, Bbfxoljbl которых подключены к первым входам блоков совпа« дений, к вторым входам которых подкпючен выход опорного фазового детектора, выходы бпоков совпадений соединены с одними входами биска расчета попожения вала, другие входы которого соединены с выходами вылрямитеия, первый выход биока расчета поиожения вала и выходы блоков совпадений соединены с накопитепьным регистром, о т и и ч а юш и и с я тем, что с цепью повышения точности преобразоватеия в него введены сумматор, блок сравнения, биок выбора управияюшего кода, операционный усипитеиь с делителем на входе и в цепи обратной связи из парапиеиьно соединенных постоянных и управляемых резисторов, к одному входу блока сравнения подкиючен один вход сумматора и второй выход блока расчета поиожеиия ваиа, третий выход которого соединен с другим
655
636 ппд
Составитель И. Назаркина
Редактор Э. Губницкая Техред Н. Бабурка Корректор H. Сердвк
Заказ 6945/11 Тираж 721 П одписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом сумматора, выход сумматора спе1 динен с делителем операционного усилителя, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, выходы блока сравнения соединены с входами блока выбора управляющего кода, один выход которого соединен с управляемыми резисторами делителя операционного усилите8 ля, а пругой — с накопительным резистоVом.
Источники информации, принятые an внимание при экспертизе:
1. авторское свидетельство . М>310105 кл. С 0 1 В 7/30, 197 l.
2. Авторское свидетельство
%364957, кл.
