Преобразователь угла поворота вала в код

 

петэн. нс т ль.;.звонам б " иот .a l А

ОПИ. Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союэ Советских

Социалистических республик (iii 699535

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,07.77 (21) 2508075/18-24 (51)M. Кд.

508 С 9/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет

1 аандератвенньа нвмнтет

СССР аа делам нзааретеннй н аткрытнй

Опубликовано 25.11.79,Бюллетень Ле 43

Дата опубликования описания.25.11.79 (53) УДК 681.325 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. П. Абрамович и Е. И. Гимнк (71) Заявитель (54) ПРЕОБРА3ОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Предлагаемый преобразователь касается автоматики и вычислительной техники и может быть применен для сопряжения вала с IIBN.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синуснокосинусный датчик угла, коммутаторы, выходы которых через функциональные делители напряжения соецинены со входами блока сравнения, выход генератора импульсов через синхронизатор соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с управляющими входами функциональных делителей напряжения (1).

Недостатком известных преобраэоВ вателей является их невысокое быстродействие.

Наиболее близким решением является преобразователь, содержащий си» нусно-косинусный датчик угла, коммутаторы, выходы которых через функциональные делители напряжения соединены со входами блока сравнения, выход которого через фазовый детектор соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с управляющими входами функциональных целителей напряжения, генератор импульсов (2).

Недостатком известного преобразователя является невозможность его использования цля преобразования нескольких датчиков с высоким быстродействием.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей преобразователя.

Для этого в него ввеаены блок п1не15 образования синусоидальных напряженийй в прямоугольные напряжения, синхронизатор, блок управления счетчиком и дополнительные коммутаторы, выход первого из которых соединен с выходом реверсивного счетчика, выход второго с опорным вхоцом фазового детектора, выход генератора импульсов через синхронизатор соединен с управ699535 4 лиющими входами коммутаторов и входами сийхронизации реверсивного счетчика и блока преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения, другие входы которого соответственно соединены с выходами синусно-косинусного датчика угла и выходом реверсивного счетчика, выходы блока преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения соецинены со входами второго дополнительного и основных коммутаторов, выхоцы функциональнь1х делителей напряжения соответственно подключены к входам блока управления счетчиком, выход которого соединен со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — структурная схема комбинированного реверсивного счетчика; на фиг. 3 поясняется работа преобразователя.

Преобразователь содержит (см. фиг.

1) синусно-косинусный датчик 1 угла, выходы которого соединены со входами блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения, выходы которого соедине.ны со входами основных 3 и дополнительного 4 коммутаторов. Выходы коммутаторов 3 через функциональные делители 5 напряжения соединены со входами блока 6 сравнения и -блока 7 управления счетчиком. Выход блока 6 сравнения через фазовый детектор 8 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 9 (см. фиг. 2), выполненного на основе сдвигающего регистра 10 и сумматора 11. К выходу реверсивного счетчика 9 подключен вход другого дополнительного коммутатора 12, вход блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения и управляющие входы функциональных делителей 5 напряжения. Выход коммутатора 4 соединен с опорным входом фазового детектора 8. Генератор 13 импульсов через синхронизатор 14 соединен с управляющими входами коммутаторов 3, 4„12 и 15 и входами синхронизации реверсивного счетчика 9 и блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямо-угольные напряжения {см. фиг. 1 и 2), включающего переключатели 15, фазосдвигатели 16 и схемы 17 управления.

10 !

25 за

Блок 17 управления счетчиком (см. фиг. 2) включает вычитающий усилитель 18, инвертор 19, диоды 20, схемы 21 сравнения и делитель 22 напряжения. Блок 7 управления совместно со счетчиком 9 образуют комбинированный реверсивный счетчик (см. фиг. 2).

Преобразователь работает следующим образом.

В блоке 2 преобразования синусоицальных напряжений в прямоугольные наг пряжения входные напряжения сдвигао ются на 90 и из каждой пары напряжений коммутацией выбираются участки

45 -135 и 225 -315, при сложении этих участков из двух синусоидальных . напряжений образуется практически прямоугольное напряжение (см. фиг. 3 эпюры а, б, в). Дальнейшее преобразование напряжения в код ведется из прямоугольного напряжения, которое обеспечивает непрерывное. управление комбинированным реверсивным счетчиком на протяжении всего периода, В блоке

2 напряжения синусно-косинусного датчи.— ка 1 угла, поступившие на его вход о сдвигаются на 90 фазосдвигателями 16.

Напряжения питания 4 и выходные напряжения v„s1h d.„и V, СОВ 6 <, где д.„- угол поворота датчика 1 угла поступают на схему 17 управления, где из них вырабатываются прямоугольные импульсы (эпюра 2), которые управляют переключателями 15. Таким образом, из синусоидального напряжения формируется напряжение почти прямоугольной формы (эпюра в). В схеме 17 управления формируются также импульсы двойной длительности, которые управляют работой фазового детектора 8 (эпюра д). С выхода фазового детектора

8 на комбинированный реверсивный счетчик 9 поступает сигнал направления счета. Выходные напряжения функциональных делителей 5 напряжения синуса и косинуса поступают на вычитающий усилитель 18, который работает в линейном режиме и вместе с инвертором

19 и диодами 20 формируют абсолютное значение разности напряжений 1L0

На входы схем 21 сравнения поступают постоянные потенциалы с делителя 22 напряжения и I h,О (. В зависимости от величины ) ь U открывается часть схем 21 сравнения и их выходное напряжение поступает сразу на несколько входов младших разрядов накопительного сумматора 11, в резульS тате чего большое рассогласование от=: рабатывается сразу за несколько тактов, При больших углах рассогласования о (порядка 180 ) величина ьч мала, так как она изменяется по закону синуса, и отработка будет вестись медленно. Поэтому при перекпючении бпоza 2 преобразования оинусоидапьных напряжений в прямоугольные напряжения с синхронизатора 14 на сдвигающий регистр 10 поступает импульс записи, после которого поочередно на входы старших разрядов накопительного сумматора 11 начинают поступать импульсы. Первый импульс поступает на .о вход второго, разряда /вес 90 /, вто-,, рой — на вход 3 разряда, /вес 45 l u т.д. в результате чего за 34 такта обработка переносится на прямолинейный участок синусоиды, на котором включаются схемы 21 сравнения, ведущие управление по младшим разрядам.

Таким образом, в предлагаемом устрой стве применение комбинированного ре версивного счетчика, который отрабатывает большие рассогласования за число тактов, равное числу разрядов, электронных ключей и блоков преобразования синусоиды, исключающих потерю управпения комбинированным реверсивным счетчиком, обеспечивает повышение точности и высокое быстродействие, которое на порядок выше, чсм время обновпения кода угла. Это позволяет при добавлении эпектронных ключей и блоков преобразования синусоидапьных напряжений в прямоугольное 1 испопьзовать один преобразователь дпя формирования кода угпа из напряжений нескольких синусно-косинусных датчиков JIG, 699535 6 датчик угла, коммутаторы, выходы которых через функпиональные депитэли напряжения соединены со входами блока сравнения, выход которого через фазовый детектор соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с управляющими входами функциональных делителей напряяания, генератор импупьсов, о т и и ч а10 ю m и и с я тем, что, с пелью расширения функционапьных возможностей преобразователя, в него. введены блок преобразования синусоидапьных напряжений в прямоугольные напряжения, 15 синхронизатор, бпок управления счеч чиком и дополнительные коммутаторы, выход первого из которых соединен с выходом реверсивного счетчика, выход второго — с опорным входом фазового детектора, выход генератора импульсов через синхронизатор соединен с управляющими входами коммутаторов и входами синхронизапии реверсивного счетчика и блока преобразования синусоидапьных напряжений в прямоугольные напряжения, другие входы которого, соответственно, соединены с выходами синусно-косинуоного датчика угла и выходом реверсивного счетчика, выходы блока преобразования синусоидапьных напряжений в прямоугольные напряжения соединены со входами второго дополнительного и основных коммутаторов, выходы функпиональных делителей напряжения соответственно подкпючены к входам блока управления счетчиком, выход которого соединен со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика.

Формула изобретения

Преобразоватепь угпа поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный

Источники информации, принятые во внимание при експертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 408357, кл. G08 С 9/04, 1971.

2. Зверев Л, Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, 1974, с. 143 (прототип).

699535 .Составитель В. Кравченко

Редактор В. Сапирштейн Техред О. Андрейко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7231/53 Тираж 710 П одписное

ПНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий

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

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