Преобразователь углового положения вала в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н >781864 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 081278 (21) 2б92874/18-24 с присоединением заявки H9— (23) Приоритет—

Опубликовано 231180.Бюллетень Hо 43

Дата опубликования описания 251180 (51) М. Кл.

6 08 С 9/04

Государственны и комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681 325 (068. 8) (72) Автор изобретения

В. В. Великанов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления с медленно меняющимиi ся параметрами, а также в качестве 5 измерительного и индикаторного устройства.

Известны устройства, содержащие опорный источник переменного тока,решающее устройство,компаратор,счет- 10 чик, схему умножения частоты, преобразующие угол поворота ротора вращающегося трансформатора в цифровой код и работающие по принципу динамической компенсации <1J. 15

Схема умножения частоты, используемая в подобных преобразователях, при низкой частоте питающего напряжения достаточно громоздка и требует тщательного подбора элементов. 20

Известен преобразователь углового положения вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные обмотки через после-25 довательно соединенные выпрямитель и переключатель — к одному иэ входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход которого соединен с одним из входов триггера, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником на- . пряжения питания, а выход — с одним из входов второго элемента И, выход которого соедйнен с другим входом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и первым выходом блока управления, а выходы соединены с переключателем и счетчиком, один иэ входов блока управления соединен с источником напряжения питания, а второй выход блока. управления соединен с другим входом второго элемента

И, третий выход блока управления, соединен со входом "Уст. 0" счетчика 2) .

В известном устройстве для получения1„„ ы= союзе необходимо иметь источнйк переменного тока и генератор импульсов со стабилизированными частотами <з и f„>, что на практике по отношению к д йе всегда возможно.

Цель изобретения — устранение укаэанных недостатков и повышение точности работы устройства.

781864

На чертеже изображена структурная схема устройства.Преобразователь угол-код содержит сельсин 1, вторичные обмотки которого непосредственно соединены с блоком 2 грубого измерения и через выпрямитель 3 — с переключателем 4. Источник 5 питания соединен с первичной обмоткой сельсина 1, входами компараторов б и 7, вхоцом блока 2 и блока

8 управления. Второй вход компаратора б соединен со входом переключателя выход компаратора 7 — с одним из входов элемента И 9 и одним из входов элемента И 10, выход элемента H 9 со входом "Уст. 1" триггера 11, а выход элемента И 10 — co входом счетчика 12. Вход "Уст.О" триггера 11 соединен с выходом компаратора б. Генератор импульсов 13 соединен с одним из входов элемента И 14 и одним из вхддов элемента И 15. Выходы элементов И 14 и 15 подключены к прямому .и

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь углового положения вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные обмотки через последовательно соединенные вы 5 прямитель и переключатель — к одному из входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход соединен с одним из входов триггера, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником напряжения питания, а выходс одним из входов второго элемента

И, выход которого соединен с другим входом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и первым выходом блока управления, а выходы соединены с переключателем и счетчиком, один из входов блока управления с единен с источником напряжения пит ния, второй выход блока управления со динен с другим входом второго элемеита И, третий выход блока управления соединен со входом "Уст.О" счетчика, введены третий и четвертый элементы

И и реверсивный счетчик, выход и вход 30

"Уст.О" которого соединены с другим входом и третьим выходом блока управления, а информационные входы — с вы" ходом первого элемента И и выходом третьего элемента И, один иэ входов 35 которого соединен с выходом генератора импульсов, а другой — с четвертым выходом блока управления, к которому подключен один из входов четвертого элемента И, другой вход которого под- 4О ключен,к выходу второго компаратора, а выход четвертого элемента соединен с информационным входом счетчика. обратному входам реверсивного счетчика 16, выход которого соединен со входом блока 8. Выход триггера 11 соединен с другим входом элемента И 14.

Выходы блока 2 подключены к переключателю 4 и входу старших разрядов счетчика 12. Выходы блока 8 управления соединены с другими входами элементов И 9. 10 и 15, входом блока 2 и входами "Уст. О" счетчика 12 и реверсивного счетчика 16.

Входные и выходные фазные напряжения сельсина 1 поступают в блок 2 грубого измерения. В зависимости от соотношения фаз напряжений блок 2 формирует код грубого отсчета угла поворота оси сельсина с дискретноо стью 60 и потенциал управления переключателем 4, который подключает на вход компаратора б одно из трех выпрямленных фазных напряжений сЕльсина, соответствующее синусной зависимости напряжения от угла поворота в диапазоне 0-60 . Ha другой вход компаратора б поступает напряжение питания сельсина ° В момент равенства сравниваемых напряжений компаратор б вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 11 в состояние "0". Импульсы, сформированные компаратором

7 из напряжения питания сельсина в момент его перехода через "О" при положительном градиенте, через элемент И 9 поступают на вход "Уст. 1" триггера 11. Когда триггер 11 находится в состоянии "1", импульсы с генератора 13, проходя через элемент

И 14, поступают на прямой вход реверсивного счетчика 16 и формируют в нем код, пропорциональный углу поворота оси сельсина 1 в диапазоне изменения угла 0 -60

1. Работа преобразователя синхронизируется выходными сигналами блока 8 управления, следующими с периодом кратным периоду питающего напряжения.

Цикл преобразования начинается с приходом импульса "Уст. 0" с блока 8 на счетчики 12 и 16. Второй входной импульс блока 8 поступает на блок 2 и заносит код грубого отсчета в старшие разряды счетчика 12. Одновременно по второму импульсу блока 8 производится подключение ко входу компаратора б определенного напряжения сельсина с выпрямителя 3. Третий выходной сигнал блока 8 подается на.элемент И

9 на время, необходимое для прохождения и выходных импульсов компаратора 7 на вход триггера 11. За время прохождения одного импульса с компаратора 7 код в реверсивном счетчике увеличится на М импульсов

r.и ° .и а за время прохождения и импульсов в реверсивном счетчике 16 накопится код г. и г Р 36Î о

781864 где f — частота колебаний источника питания; частота импульсов генератора; и гР с pyg — угол поворота оси сельсина соответственно в градусах и радианах.

Четвертый сигнал блока 8 подается на элементы И 10 и 15 на время Т и -гр ась Ъ !О

В течение этого времени импульсы генератора 13 через элемент И 15 поступают на обратный вход реверсивного счетчика 16. Считывание продолжается до тех пор, пока в последнем 15 разрезе реверсивного счетчика не появится "1". 3а это время импульсы компаратора 7, пройдя через элемент

И 10, сформируют в счетчике 12 код мпадших разрядов угла с6 — й(сб) 20

N(oC) Tf

Таким образом, код угла в счетчике

12 не зависит от соотношения частот генератора 13 и источника 5 питания.

Количество разрядов реверсивного счетчика 16 выбирается достаточным для того, чтобы при прямом счете в его последнем разряде не могла возникнуть "1". "1" на выходе последнего разряда счетчика 16 возникает при обратном счете вслед за "нулевым" состоянием счетчика. Появление "1" в последнем раэряде реверсивного счетчика служит логическим сигналом окон- З5 чания цикла преобразования для бло ка 8.

Преимуществами предлагаемого преобразователя по сравнению с известными являются исключение влияния на точ- щ ность преобразования несинхронности частот генератора импульсов и источника напряжения питания и повышение точности за счет уменьшения случайной составляющей статической инструментальной погрешности методом усреднения результата °

Формула изобретения

Преобразователь углового положения о вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения пйтания, а"втб=" ричные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель — к одному из входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход соединен с одним из входов триггера, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход — с одним из входов второго элемента И, выход которого соединен с другим входом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сель сина и первым выходом блока управ- ления, а выходы соединены с переключателем и счетчиком, один из входов блока управления соединен с источником напряжения питания, второй выход блока управления соединен с другим входом второго элемента И, третий выход блока управления соединен со входом "Уст. 0" счетчика, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повййения"точнооти преобразования, в него введены третий и четвертый элементы И и реверсивный счетчик, выход и вход "уст. 0" которого соединены с другим входом и третьим выходом блока управления, а информационные входы — с выходом первого элемента И и выходом третьего элемента

И, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов, а другой — с четвертым выходом блока управления, к которому подключен один из входов четвертого элемента И, другой вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход четвертого элемента соединен с информационным входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2254155, кл. Н 03 К 13/02, С 01 В 7/30, 6 01 0 5/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 428427, кл. G 08 С 9/04, 1972 (прототип), 781864

Составитель A. Сидоренко

Редактор И. Николайчук Техред С.Мигунова Корректор Е.Папп

Заказ 8145/57 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ухе."ород, ул. Проектная, 4