Устройство для вычисления угла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиии

Социалистических

Республик

<„>830416 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09.0779 (21) 2793164/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (5!)М. Кл.з

G G 7/22

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0531.Бюллетень No 18 (53) УДК 681. 33 (088.8) Дата опубликования описания 150581 (72) Автор изобретения

В. A. Денисов (71) 3a яв итель (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ УГЛА

Изобретение..относится к аналоговой вычислительной технике и электрическим измерительным устройствам.

Известно устройство для определе- 5 ния,углов, содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входу которого подключен источник постоянного напряжения, и блок деления, к первому входу которого 1О подключен датчик синуса угла, а выход блока деления связан с масштабирующим элементом.

Работа усТройства основана на вычислении тригонометрической функции половинного угла, которая имеет, соответственно большую линейность 111

Недостаток этого устройства — ограниченная зона линейности, лишь вдвое превышающая линейность .датчиков.

Наиболее близким по технической сущн6сти и достигаемому результату.. к предлагаемому является устройство для вычисления угла, содержащее датчики синуса и косинУса Угла, сумМа- 25 тор, к первому входу которого подключено постоянное напряжение, блок деления, блок умножения, два квадратора, два масштабирующих элемента, инвертор и косинусный преобразова- . тель, причем датчик косинуса угла через инвертор связан со вторым входом сумматора, выход блока деления через первый масштабирующий элемент подключен к выходу устройства, а через косинусный преобразователь подключен к первому входу блока умножения и входу первого квадратора, выход которого соединен со входом второго квадратора, выход которого через второй масштабирующий элемент подключен к третьему входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу блока умножения, выход блока умножения подключен ко второму входу блока деления, первый вход которого подключен к датчику синуса угла.

Работа этого устройства основана на вычислении синуса угла В, в 4 раза меньшего измеряемого угла с6, по формуле:

Мпd

Girl fh (3 сои $ -оов а -ъ)соь1ъ

В устройстве расширен диапазон линейности Г2) .

Недостатки этого устройства — малая точность определения угла и сложная структура.

830416

Формула изобретения

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления угла, содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входу которого подключен выход первого масштабирующего элемента, и блок умножения, содержит второй и третий,масштабирующие элементы и

I блок извлечения кубического корня, причем датчик .косинуса угла подключен к первому входу блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, датчик синуса угла подключен через второй масштабирующий элемент к третьему входу сумматора, выход которого через третий масштабирующий элемент подключен к входу блока извлечения кубического корня, выход которого подключен к второму входу блока умножения, к входу первого масштабирующего элемента и к выходу устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 синуса угла, датчик 2 косинуса угла, сумматор. 3, масштабирующие элементы 4-6, блок 7 умножения и блок

8 извлечения кубического корня.

Точность вычисления угла достигается путем реализации алгоритма ра- боты устройства, основанного на приближенной формуле:

3(43+ .о(cosd- 5 sin d ) = с/ — — А(1) которая получается разложением функций sin ñ4 и cos сс. в ряд Маклорена.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы синуса и косинуса вычисляемого угла «-с датчиков 1 и 2 пос.— тупают в вычислительную часть устройства, образованную блоками 3-8, в которой реализуется вычисление угла с большей, чем в известном устройстве точностью по более простому алгоритму.

По сравнению с известным устройством в предлагаемом устройстве достигается большая точность вычисления угла, что можно показать по уменьшению относительной погрешности определения угла в заданном диапазоне входных углов. Решая уравнения (2) и (g) относительно выходного угла у, описывающие алгоритмы работы известного устройства и предлагаемого устройства соответственно:

4s n* (S Cos4 — cos k- 3) co s > (4 4 и определяя относительные погрешности

М-о(. измерения углов как 5, = †;, нахо1 дим, что в диапазоне изменения сА i < 80 > погрешность в известном устройстве достигает 20%, а в предлагаемом — в том же диапазоне дости15 гает всего 0,1%.

Структура предлагаемого устройства проще структуры известного устройства как по количеству функциональных блоков, так и по сложности их аппаратурной реализации, что определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.

Устройство для вычисления угла, содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входу которого подключен выход йервого

З .масштабирующеГо элемента, и блок умножения,.о т л и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения точности и упрощения устройства, îíî содержит второй и третий масштабирующие элементы и блок извлечения кубического корня, причем датчик косинуса угла подключен к первому входу блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, 4р датчик синуса угла подключен через второй масштабирующий элемент к. третьему входу сумматора, выход которого через третий масштабирующий элемент подключен к входу блока извлечения кубического корня, выход которого подключен к второму входу блока умножения, к входу первого масштабирующего элемента и к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 2012781, кл . G 06 G 7/22, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 601705, кл. G 06 G 7/22, 1976

55 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 3709/79

Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4