Преобразователь угла поворота вала в код

 

% - -. .- и описAииl "" *"

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Советскик

Социааистическик ж и ® к к

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 260477 (2() 2479608/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 050479, Бюллетень pro 13

Дата опубликования описания 150479

Кл.

С 9/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

К681 ° 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

A,М.Мелик-Шахназаров, В.В.Савин и Ю.A.Äàäàÿí

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина (71) заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для,связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код.

Одни иэ.известных преобразователей содержат синусно-косинусный датчик, выходы которого через фаэосдвигающие блоки подключены к компараторам,. выходы компараторов подключены к преобразователю мгновенных значений временных интервалов в код (lj. 1б

Недостатком таких преобразователей является невысокая помехоустойчивость.

Другие из известных преобразователей содержат фазовращатель, подключенный к интегрирующему фазометру (2).

Недостатком таких преобразователей является низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок питания, подключенный к входу сельсина, первому входу формирователя грубого отсчета, первому входу блока управления и через один компаратор к одному входу первого элемента И, первый выход блока управления подключен к первому входу счетчика, второй выход — к другому входу первого элемента И, а третий выход — к второму входу формирователя грубого отсчета, другие входы которого и входы коммутатора соединены с выходами сельсина, выходй формирователя грубого отсчета подключены к управляющему входу коммутатора и к второму входу счетчика, первый и второй ключи, выходы которых объединены и подключены к одному входу интегратора, выход интегратора через другой компаратор подключен к нулевому входу триггера, выход которого, подключен к управляющему входу второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика (3).

Недостатком известного преобразователя является низкая помехоустойчивость иэ-эа наличия помехи в сравниваемых на компараторе напряжениях.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости преобразователя. з 6560

Поставленная цель достигается тем, что,в преобразователь введен источник постоянного напряжения, подключенный,к другому входу интегратора, один вход первого ключа соединен с выходом блока питания, а один вход второго ключа — с выходом коммутатора, другие входы первого и второго ключа соединены соответственно с четвертым выходом блока управления, объединенным с единичным входом триггера, и выходом первого 10 элемента И.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже.. Преобразователь содержит сельсин. 1, формирователь 2 грубого отсчета, 15 коммутатор 3, первый ключ 4, блок

5 питания, блок 6 управления, компаратор 7, второй ключ 8, интегратор

9, компаратор 10, первый элемент И

11, триггер 12, второй элемент И 13„ генератор 14, счетчик 15, источник

16 постоянного напряжения. Выход счетчика 15 является выходом преобразователя. На статорную обмотку сельсина 1 подается напряжение с выхода блока 5 питания, а фазные обмотки соединены с коммутатором 3 и формирователем 2 грубого отсчета.

Кроме того, напряжение блока 5 питания поступает на другой вход.формирователя 2, вход блока 6 управления, вход компаратора 10 и вход первого ключа 4. Выход формирователя 2 соединен с коммутатором 3 и счетчиком 15.

На вход компаратора 7 поступает напряжение с выхода интегратора 9, где 35 сравнивается с нулевым потенциалом.

Выход -компаратора 7 соединен с одним из входов триггера 12. Выход триггера

12 управляет работой втррого элемента И 13, на вход которого поступают 40 импульсы с выхода генератора 14.

Импульсы с выхода второго элемента

И 13 поступают на счетчик 15. Напряжение с выхода коммутатора 3 поступает на второй ключ 8. На другой вход ключа 8 поступает напряжение с выхода элемента И 11. Выходы ключей 4 и 8 объединены и поступают на один из входов интегратора 9, На другой вход интегратора 9 подается напряжение смещения от источника

16. Блок 6 управляет работой формирователя 2, первого элемента И 11, счетчика 15, первого ключа 4 и триггера 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение фазы сельсина описывается уравнением

О = О Sill а&ю СО9 ч.т1 где ц — амплитудное значение фазного напряжения;

<в — угловая частота напряжения блока 5 питания;

8 — измеряемый угол.

Из напряжения .питания сельсина компаратором 10 формируются прямоугольные импульсы, которые проходят через элемент И 11 поступают на ключ 8, который открывается только при положительной полуволне фазного напряжения.

На второй вход интегратора 9 подается постоянное напряжение от источника 16, величина которого соот "1 еететеует еначению, где (

Ц = +

Пкт (РД) 1 Pg U

2и Ä (COS а- ).

По окончании выходного импульса первого элемента И ll ключ 8 закрывается и открывается ключ 4 импульсом с четвертого выхода блОка .управления. Этот же импульс перебрасывает триггер 12 в единичное состояние и импульсы с генератора 14 через открытый элемент И 13 поступают на счетчик 15. С выхода ключа 4 на вход интегратора 9 будет поступать напря" жение Uö=,Ul„ З1п В1, где напряжение Ц „д выбирается равным 2 Ll .

Напряжение на выходе интегратора будет возрастать по закону е

".ч

ИНТ (RC)m " РС 1Ulllls "" о

2U rnl ( (РС) м

COS Q 1 COS UJS 1) ° — ФС)., Когда напряжение на выходе интегратора 9 уменьшится до нулевого значения компаратор 7 сработает и своим выходным импульсом перебросит триггер 12 в нулевое состояние. При этом будет выполнено равенство сов В-.l=costut-h, из чего следует: со8 8-1=созж1-<, соз9 =сов(йФ,, 8=mt,<= --— 1

Ю

В счетчике будет зафиксирован код

1, где — временной интервал г„, между моментами начала интегрирова- ния напряжения ОК и срабатывания компаратора 7.

Цикл преобразования начинается с привходом импульса сброса с блока

6 управления на счетчик 15. Второй выходной импульс с блока 6 управления поступает на формирователь 2 .и заносит код грубого отсчета в стар656090

Составитель И.Назаркина

Техред З.Фанта корректор Д.Мельниченко

Редактор С.Равна

Тираж709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Заказ 1530/41 шие разряды счетчика 15 ° Формирователь 2 вырабатывает код, соответствующий углам a(= 60 и, где h =1,2, 3,4,5. Одновременно по второму импульсу блока 6 производится в коммутаторе 3 подключение ко входу ключа

8 определенного фазного напряжения сельсина 1. Третий выходной импульс блока 6 управления открывает ключ 9 на время, равное половине периода фазного напряжения. Четнертый выходной импульс с выхода блока 6 подключает через ключ 4 напряжение U>

В момент появления на выходе компаратора 7 выходного импульса триггер 12 устанавливается в нуленое состояние и цикл измерения заканчивается. Число импульсов, прошедших за время нахождения триггера 12 н единичном состоянии, пропорционально углу поворота н диапазоне 0-60 .

Предлагаемое устройство обладает повышенной помехоустойчивостью, что позволяет использовать его там, где требуется преобразовать быстроменяющиеся параметры, а также, где не предъявляются повышенные требования к форме напряжения источника питания сельсина.

Экономический эффект от использования изобретения с пределяется его техническим преимуществом

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок питания, подключенный к входу сельсина, первому входу формирователя грубого отсчета, первому входу блока управления и через один компаратор к одному входу первого элемента И, первый выход блока управления подключен к первому входу счетчика, второй выход- к другому входу первого элемента И, а третий выход — к второму входу формирователя грубоГо отсчета, другие входы которого и входы коммутатора сое5 динены с выходами сельсина, выходы формирователя грубого отсчета подключены к управляющему входу коммутатора и к второму входу счетчика, первый и второй ключи, выходы которых р объединены и подключены к одному входу интегратора,выход интегратора через другой компаратор подключен к нулевому входу триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика, отличающийся тем, ч-о, 20 с целью поньпаения помехоустойчивости преобразователя, н него введен источник постоянного напряжения, подключенный к другому вход интегратора, один вход первого ключа соединен с выходом блока питания, а один вход нторого ключа — с ныходом коммутатора, другие входы первого и второго ключа соединены соответственно с четвертым выходом блока управления, объединенным с единичным нхо30 дом триггера, и выходом первого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА 9 3505669, 35 кл. 340-347, 07.04.70.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 503268, кл.. QOB С 9/00, 29.12.73.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 428427,G 08 С 9/04, 18.09. 72.