Преобразователь угла поворота валав код

 

ОП ИСАНИ Е

И ЗОИ Ет Е Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()836643 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.07.79 (21) 2790925/18-24 с присоединением заявки РЙ (5! )М. Кл.

G 08 С 9/04

Геаударстввнный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и атнрытий

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень J% 21

Дата опубликования описания 10 06 81 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Б. Ибрагимов

Азербайджанский институт нефти и хим им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД сельсииа, а выходы -с управляюшим входом переключателя и входами старшик разрядов счетчика,, блок управления, вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выходы - к управляющим входам блока грубого измерения и элемента И и. к установочному входу счетчика (1).

Недостатком этого устройства является погрешность, вызванная выпрямлением фазных напряжений сельсина.

Ближайшим техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а вторичные обмотки - с переключателем, выкод которого соединен со входом пикового детектора непосредственно и с одним входом первого компаратора через элемент аналоговой памяти, блок грубого отсчета, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источ ником напряжения питания, а выходы - с

Изобретение относится к области а втоматики и вычислительной текники и . может быть использовано в информационно-измерительных системах для построения аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений (АЦП).

Известно устройство, содержащее сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а вторичные обмотки через выпрямители

10 и переключатель — с одним из входов первого компаратора, другой вход которого подключен к источнику напряжения питания., а выход — к первому входу триггера, второй KQMTIBpBtop, вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выход через элемент И - ко второму входу триггера, выкод которого соединен с управляющим входом ключа, другой вход которого соединен с выходом

20 генератора импульсов, а выход - со входом счетчика, блок грубого измерения, входы которого соединены с источником напряжения питания и вторичнымиобмотками

13 .. ., " ---;-,!

1 л ии . (1

643 4 выхоцом второго триггера, а выход под= ключен к вхоцу первого ключа, управляющий вход которого поцключен к выходу четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выкоцом генератора импульсов и вкоцом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выхоцом пятого триггера, а выхоц поцключен к вкоцу "Вычитание реверсивного счетчика, 0 выхоцы младших разрядов которого подключены ко вхоцам цешифратора. Выход дешифратора подключен ко входу 5 первого триггера и входу Р пятого триггера, вход 5 которого соединен со вторым выходом первого компаратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит сельсин 1, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения U питания, а вторичные об-. мотки через переключатель 2 — со вхоцом компаратора 3, блок 4 грубого отсчета, вхоцы которого соединены со вторичными обмотками сельсина 1 и источником напряжения U питания, а выхоцы - с управляющими входами переключателя 2, вхоцами старших разрядов реверсивного счетчика 5 и управляющим входом фазоинвертора 6, сигнальный вкод которого подключен к источнику напряжения U питания,,а выход - к одному из входов компаратора 7, элемент 8 аналоговой памяти, сигнальный и управляющий входы которого соединены с выходами переключателя 2 и триггера 9, а выход— с другим входом компаратора 7, выход которого подключен, ко входу 9 триггера 9 и входу 3 триггера 1 О, вход Я которого соединен с первым выходом компаратора 3, триггер 11, входы которого подключены к выходам этого же компаратора, а выхоц — к одному из входов элемента ИЛИ 12, другой вход которого подключен к выходу триггера 1О, а выход — ко входу ключа 13, управляющий ехоп которого соединен с выкоцом триггера 14, а выкоц - со входом сложение" (+ ) реверсивного счетчика 5, выход "вычитание" (- ) которого подключен к выходу ключа 15, а выходы младших разрядов через дешифратор 16 нуля - ко вхоцу S триггера 9 и входу 9 триггера 17, вход 5 которого соединен со вторым выходом компаратора 3, а выходс управляющим входом ключа 15, другой

3 836 управляющими входами переключателя, вхоцами старших разряцов счетчика и уп- равляющим входом фазоинвертора, источник напряжения питания поцключен через фазоинвертор к другому вкоду первого и

5 входу второго компараторов, первый триггер, вхоцы которого соединены с выходами обоих компараторов, а выход подключен к управляющему входу ключа, генератор импульсов, выход которого через ключ 1 соединен со входом счетчика, второй триггер, входы которого соединены с выходами пикового детектора и первого компаратора, а выход поцключен к управляющему входу элемента аналоговой памяти

) 2).

Недостатком этого преобразователя является погрешность выделения амплитудного значения фазного напряжения сельсина посредством пикового цетектора, что ограничивает точность преобразования угла поворота вала.

11елью изобретения является увеличение точности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а вторичные обмотки через переключатель — со вхоЗ0 дом первого компаратора, блок грубого отсчета, вкоцы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источником на пряжения питания, одни выкодыс управляющими входами переключателя

35 и вхоцами старших разрядов реверсивного счетчика, а цругой выход - с управ« ляющим вхоцом фазоинвертора, сигнальный вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выкоц - к од40 ному входу второго компаратора, элемент аналоговой памяти, сигнальный и управляющий вхоцы которого соединены соответственно с выходами переключателя и

45 первого триггера„а выход - с другим входом второго компаратора, выход которого подключен ко входу Я первого триггера и вкоду 8 второго триггера, вход

R которого соединен с одним выходом первого компаратора, генератор импуль50 сов и ключ, выход которого соединен со входом сложение реверсивного счетчика, введены дешифратор, элемент ИЛИ, дополнительные триггеры и ключ. Выходы первого компаратора подключены ко вко5S дам третьего триггера, выход которого подключен к одному из входов элемента

ИЛИ, другой вход которого соединен с

5 ЙЗМ43 б вход которого соединен со счетным вхо- В момент времени t, соответствуюцом триггера 14 и выходом генератора щий переходу через нулевое значение нап

18 импульсов. Входы регистра 19 поц- ряжения ц (из отрицательной области в

1 ключены к выхоцам разрядов счетчика 5, положительную, см. фиг. 2,а), вновь сраа управляющий вход регистра 19 подклю- 5 батывает компаратор 3, импульс. со вто« чен к первому выходу компаратора 3, ко- рого выхода которого (фиг. 2,б) возвраторый также подключен ко входу сброс" щает триггер 11 в исходное положение счетчика 5. (фиг. 2,в) и прекращает поступление такПреобразователь работает следующим товых импульсов с частотой <, на вход образом. 10 "сложение" счетчика 5 (фиг. 2,г) и устаНапряжения U,, U< и U вторичных навливает триггер 17 в положение 1 . обмоток сельсина 1 поступают в блок 4 При этом. высокий потенциал с ециничногрубого отсчета. Этот блок в зависимос- го выхода триггера 1 7 цоцается на управти от знака фазы указанных напряжений лякнций вход ключа 15 и устанавливает . относительно напряжения U питания сель» 15 его в замкнутое положение, разрешая просина формирует код N грубого отсчета хождение тактовых импульсов с частотой угла поворота 8 ротора сельсина, ко- f на вход вычитание" счетчика 5 торый изменяется с дискретностью (фиг. 2,е.).

Д9=(.60 где 3 = 0,1,2... 5, и Так как f "М1, то счетчик 5 заносится непосредственно в старшие раэ-20 очистится за интервал времени, равный ряды счетчика 5 (на фиг. 1 эта связь не — ч — - — (где Т- нериод напряжения О ), 1 t - Т Г показана), сигналы управления переключа- а его нулевое значение будет в момент телем 2, который подключает ко входу времени, отстоящий от Со на „- 7 и

Ъ компаратора 3 одно из фазных напряже- соответствующий амплитудному значению ний Uj сельсина (в 1-м и 4-м сектан- 5 напряжения Ц, (фиг. 2, а). В этот тах О; =U во 2-м и 5-м сектантах момент времени срабатывает дешифратор

U" =Up, а в 3-м и 6-м сектантах 16 нуля, импульс с выхода которого

U, "-У ) и сигнал управления фазоинвер- (фиг. 2,ж) возвращает триггер 17 в истором 6, который в зависимости от но- ходное положение (фиг. 2,q), при этом мера (прнзнака) сектанта инвертирует 30 прекращается поступление тактовых им, напряжение U питания или пропускает пульсов с частотой на вход "вычита.(передает) его на вход компаратора 7 . ние счетчика 5, и устанавливает триггер .без изменения полярности. 9 в положение 1" (фиг. 2,з}. При этом

В четных сектантах (2-м, 4-м и разрешающий потенциал с ециничного вы6-м) фазоинвертор в соответствии с уп- 3$ хода тРиггеРа 9 переводит элемент 8 равляющим сигналом блока 4 инвертиру- аналоговой п мЯти в Режим хранении ампет напряжение U питания, а в нечет- литУдного значениЯ 0;щ, которое в ных сектантах (1-м, 3-м и 5-м), pà интеРвале 9.-t3 вРемени остаетсЯ пРак тая в режиме повторителя, пропускает 40 его на вход компаратора 7 без измене Б момент времени ty, когда значения полярности. ние U становится равным текущему

В момент времени Ьо, соответствую значению напряжения U питания срабащий переходу через нулевое значение тывает компаратор 7, импульс с выхода (иэ положительной области в отрицатель- которого (фиг. 2,и) возвращает триггер

45 ную) напряжения U (фиг. 2,а), срабаты- 9 в исходное положение (фиг. 2,з), при вает компаратор 3, импульс с первого этом элемент 8 аналоговой памяти перв» . выхода которого (фиг. 2, б) устанавли- ° ходит в режим слежения, и устанавливавает триггер 11 в положение 1 по вхо- ет триггер 10 в положение 1 (фиг. пу б (фиг. 2,в ). Разрешающий потен» 2,к). При этом разрешающий потенциал

50 циал с ециничного выхода триггера 11 с единичного выхоца триггера 10 через через элемент ИЛИ 12 подается на уп- элемент ИЛИ 12 подается на управляюравлякбпий ахоп ключа 13 и устанавлива- щий ахоп ключа 13 и устанавливает его ет его в замкнутое положение. Такто- в замкнутое положение, разрешая прохожвЪ|е импульсы генератора 18 с частотой дение тактовых импульсов генератора 18 55 1 Г„/2 (где < - номинальная часто с частотой f, на вход сложение счет» та слепования тактовых импульсов) про-, чика 5 (фиг. 2,л). ходит на вхоц "сложение" счетчика 5 8 момент времени,4, соответствую(фиг. 2, г) . щий переходу через нулевое значение (из

7 83664 положительной области в отрицательную) напряжения Ц„(фиг. 2,а), срабатывает компаратор 3, импульс с первого выхода которого (фиг. 2,б) возвращает триггер 10 в исходное положение (фиг.

2,к), фиксируя в счетчике 5 коц Ng (фиг. 2,л), пропорциональный д1"t, t>, и слецовательно, углу поворота 8 . На этом (в режиме разовых измерений угла поворота) процесс преобразования заканчивается.

В автоматическом режиме ряда непрерывно слецующик друг за другом измерений, в момент времени Ь необходимо сперва переписать результат преобразо- 15 вания в текущем цикле измерения в регистр 19 (перецним фронтом импульса с первого выхода компаратора 3), а затем сбросить счетчик в нуль (зацним фронтом того же импульса), чтобы он щ был готов к следующему циклу измерения, который осуществляется аналогично.

Таким образом, амплитудное значение напряжения U, выцеляется цифровым методом, реализуемым схемой на 25 основе реверсивного счетчика и управляющих его работой элементов, практически не вносящих погрешности в результаты выполнения данной операции. В результате необходимость в пиковом детекторе щ отпадает, свойственная ему погрешность исключается, что повышает точность преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в коц, соцержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с источни- 40 ком напряжения питания, а вторичные обмотки через переключатель - со входом первого компаратора, блок грубого отсчета, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источни- 45 ком напряжения питания, одни выхоцы -" с управляющими входами переключателя и в ходами старших ра зряц ов реве рсивного счетчика, а цругой выход — с управляющим вхоцом фазоинвертора, сигнальный вход которого поцключен к источнику напряжения питания, а выход — к одному входу второго компаратора, элемент аналоговой памяти, сигнальный и управляющий входы которого соединены соответственно с выходами переключателя и первого триггера, а выкоц - с другим входом второго компаратора, выход которого подключен ко вхоцу первого триггера и входу 5 второго триггера, вход > которого соецинен с одним выходом первого компаратора, генератор импульсов и ключ, выхоц которого соединен со входом "сложение" реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены цешифратор, элемент ИЛИ, дополнительные триггеры и ключ, выходы первого компаратора подключены ко входам третьего триггера, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ, другой вход которого соецинен с выходом второго триггера, а выход подключен к вхоцу первого ключа, управляющий вход которого подключен к выходу четвертого триггера, счетный вхоц которого соединен с выходом генератора импульсов и вхоцом второго ключа, управляющий ахоп которого соединен с выкоцом пятого триггера, а выхоц подключен к вкоцу "вычитание" реверсивного счетчика, выходы млацшик разрядов которого поцключены к вхоцам цешифратора, выход цешифратора подключен ко входу $ первого триггера и входу 2 пятого триггера, вход которого соецинен со вторым выходом первого компаратора.

Источникй информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 428427, кл. 08 С 9/04, 1 8. 09. 72.

2. Авторское свидетельство СССР

N 651388, кл. G 08 С 9/04, 03.03.77 (прототип), I

Составитель А. Смирнов

Редактор Л. Утехина Ч"ехред Е.Гаврвтешко Корректор С.Шекмар

Заказ 3118/37 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ППП / "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4