Преобразователь угла поворота валав код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («) 842&98 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06.07.79(21) 2791170/18-24 с присоединением заявки № (5! )М. Кл.

G 08 С 9/04

Гасударстввиимй камитет

СССР па делам изабретеиий и аткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 30 ° 06.81. Беллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (53) УДК681.325 (088.8) - 1 (72) Авторы изобретения

В.Н. Бухавцев и В. В, Оборский (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В- КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для связи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной.

Известен преобразователь угла по5 ворота вала в код, содержащий фазовра- . щатель с многофазным питанием, одна из фаз которого и два выхода фазовращателя подключены соответственно к трем компараторам, выходы которых соединены с входами двух триггеров, управляющих прохождением импульсов с генератора непосредственно или через делитель частоты через элементы И или элемент ИЛИ на вход счетчика. Коде формируемый на выходе счетчика, пропорционален угловому положению ротора фазовращателя 1,13 .

Однако в таком фазовращателе погрешность от неортогональности напряжений питания полностью не компенсируется, а уменьшается только в два раза.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь, содержащий фазовращатепь, входы которого соединены с источником трехфазного напряжения питания, а выходы через компараторы подключены к нулевым входам триггеров, управляющих прохождением импульсов с выхода генератора через элементы И и элемент ИЛИ на вход счетчика. Выходы источника трехфазного напряжения питания через компараторы подключены также к единичным входам триггеров . Код, формируемый на выходе счетчика, пропорционален угловому положению ротора фазовращателя (23.

Недостаток такого преобразователяналичие погрешности, большей или

O а равной 180 на углах, близких к 360, Код, зафиксированный в счетчике преобразователя, пропорционален /ь суммы фазовых сдвигов выходных напряжений фазовращателя, т.е. пропорционален "/ъЯ . + fq), где g, f, Ч,—

3 фазовые сдвиги напряжений вшходных обмоток фазовращат еля соответственно.

При углах поворота, близких к 360 из-за неточного сдвига фаз напряжений питания, из-за погрешностей фазовращателя и компараторов, возможны следующие сочетания величин фазовых сдвигов выходных напряжений фазовращателя; ! ° У =0,, =360, 360

2. =360 9 = О, e360

3, 7 х360, =360, y, = О

6. P Ю . = О, У 360

84 28

15

40

Для двухфазного фазовращателя возможны также сочетания величин фазовых сдвигов выходных напряжений:

1. 9 „=О, 9 =360, 2. ® 360, V к О

Следовательно, погрешность преобо разования на углах, близких к 360 может быть равной или большей 120 для трехфазного или 180 для двухфазного фазовращателя.

Цель изобретения — повышение .точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий

30 фазовращатепь, входы которого соединены с источником двухфазного напряжения питания, а первый и второй выходы через первый и второй компараторы подключены к R-входам первого и

35 второго RS" триггеров соответственно, к S-входам которых через третий и четвертый компараторы подключены выходы источника двухфазного напряжения питания, а прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выход первого элемента И непосредст- 45 венно, а выход второго элемента И через первый элемент задержки подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетчику, выходы разрядов которого подключены

50 к блоку элементов И, а нулевой вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, введены третий -элемент задержки RS T-триггер, четыре

RS -триггера, четыре элемента И, два элемента НЕ, два элемента ИЛИ, выход третьего компаратора подключен к первым входам третьего и четвертого эле-., ментов И непосредственно, а через

98 4 третий элемент задержки- к управляющему входу блока элементов И, ко входу второго элемента задержки, к S входу третьего и Й -входу четвертого

RS-триггеров, выход четвертого::;компаратора подключен к R-входу третьего и S-входу пятого RS-триггеров, вь1ход первого компаратора подключен к R —входам пятого и шестого RS-триггеров, выход второго компаратора подключен к первым входЫм пятого и шестого элементов И, вторые вход,| которых подключены соответственно к прямым выходам третьего и пятого RS-триггеров, а выходы — к S -входам четвертого и шестого RS -триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и шестого RSvpgrrepos через второй элемент ИЛИ подключены ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход и -1-го разряда счетчика подключен к третьему входу третьего элемента И и через первый элемент НŠ— к третьему входу чет-. вертого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к нулевому входу счетчика, а выход — к R-входу RST-триггера, выход п-ro разряда счетчика подключен к T-входу RST-триггера, .к четвертому входу третьего элемента И и через второй элемент НŠ— к четвертому входу четвертого элемента И, инверсный выход RST-триггера подключен к пятому входу третьего элемента И, вы- . ход третьего элемента И подключен к

S-входу RST-триггера, прямой выход которого подключен к блоку элементов

И и к пятому входу четвертого элемента И.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2— временная диаграмма его работы.

Преобразователь содержит источник

1 двухфазного напряжения питания, фазовращатель 2, генератор 3 импульсов, компараторы 4, 5, 6 и 7, RS-триггеры

8-13, элементы И 14-19, элементы ИЛИ

20"22, элементы НЕ 23 и 24, счетчик

25, RST-триггер 26, блок 27 элементов И, элементы 28-30 задержки, выходы блока элементов И являются выходами устройства.

При питании фазовращателя 2 от источника 1 на его выходах формируются синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе на угол, пропорциональный углу поворота фазовращателя. Компараторы

898 б . в "0" при коде 100 в трех старших разрядах и в "1" — при коде 011 в трех старших разрядах, прибавляя к коду, аафиксированному в счетчике, код, соответствующий 180 . С этой целью старший разряд вынесен из счетчика и выполнен на RST-триггере 26 ° С учетом (1), (2), (-3), (4), (5) . признаком необходимости корректировки кода принято наличие последовательностей импульсов УИ 1, УИ 4, УИ 2 или УИ 2 °

УИ 4, УИ 3 при значениях кода в трех старших разрядах 100 или 01! . Наличие последовательности импульсов УИ 1, УИ 4, УИ 2 фиксируется RS-триггерами

10 н 12 и элементом И 16 наличие последовательности импульсов УИ 2, УИ 4, УИ 3 фиксируется RS-триггерами !

1и 13 и элементом И 17.

Операция конъюнкции последовательностей импульсов УИ 1, УИ 4, УИ 2 или

УИ 2, УИ 4, УИ 3 со значениями кодов 100 или 011 в трех старших разрядах кода осуществляется элементами

НЕ 23 и 24, элементами ИЛИ 21 и элементами И 18 и 19.

Сигналы корректировки кода вырабатываются элементами И 18 и 19 по выходному импульсу компаратора 4, подаваемому на их входы.

По выходному импульсу элемента 28 задержки происходит съем выходного кода со счетчика 25 и RST-триггера 26 через блок 27 элементов И. Выходной импульс элемента 29 задержки устанавливает счетчик 25 и RST- триггер 26 в

И ft

0, и начинается новый цикл измерения °

Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код, сохраняя все достоинства известного отличается от него повышенной точностью (за счет корректировки погрешности, равной 80 имеющей место на углах, близких к

360 ), В результате повышается точность преобразования угла в код и соответственно точность систем автоматического регулирования и управления с цифровыми вычислительными машинами.

Преобразоватепь угла поворота вала

Я в код, содержащий фазовращатель, входы которого соединены с источником двухфазного напряжения питания, а первый и второй выходы через первый и

5 842

4 H 5 H 6 H 7 формируют H y gpM УИ

УИ 2 и УИ 3, УИ 4 соответственно в моменты перехода через "0", при положительном градиенте входных и выходных напряжений фазовращателя, RS- S триггеры 8 и 9 устанавливаются в "1" . в моменты времени tq, t от сигнапов

УИ I, УИ 2 компараторов 4 и 5 и возвращаются в "0" в моменты времени t, t сигналами УИ 3 и УИ 4 компараторов

6 и 7 ° На выходах RS-триггеров 8 и 9 формируются сигналы, длительности которых пропорциональны фазовым сдвигам выходных напряжений фазовращателя 2 относительно входных напряжений. В течение длительности этих сигналов импульсы с выхода генератора 3 проходят через элементы И !4 и 15 и поступают на вход счетчика 25. Старший и-разряд кода формируется RST-трнг- 20 гером 26. Элемент 30 задержки сдвигает по фазе выходные импульсы элемента И

15, чтобы осуществить их раздельный подсчет на счетчике 25.

Импульсы УИ 1, УИ 2, УИ 3 и УИ 4 2ф вырабатываются компараторами 4-7 в следующей последовательности (в зависимости от угла поворота<:

0 а4(90 УИ 1, УИ 3, УИ 2,УИ 4(!)

90<ай270 УИ I,УИ2, УИЗ,УИ4 (2) 1

270 <360 УИ 1, УИ 4,УИ 2,УИ 3 (3)

При углах поворота сС, близких к

360, точном сдвиге фаз напряжений питания, отсутствии погрешностей. фазовращателя и компараторов компараторы 35

4-7 должны вырабатывать импульсы в последовательности УИ I, УИ 4, УИ 2, УИ 3, длительности сигналов на выхо-: дах RS-триггеров 8 и 9 при этом должны соответствовать приведенным на фиг. 2. Код, выработанный преобразователем, должен соответствовать углу

®360, т.е; в трех старших разрядах должен быть код 111 (старший и. -ый разряд указан слева).

4S

Реально из-эа неточного сдвига фаз напряжений питания, из-за погрешностей фазовращателя и компараторов импульсы могут вырабатываться в последовательности:

УИ 1, УИ3, УИ4, УИ 2 (4)

УИ I,УИ2, УИ4, УИЗ (5), При этом код, выработанный преобразователем, соответствует углу а(,.=180 т.е..в трех старших разрядах может быть код 100 или Oll и, таким образом, ошибка преобразователя составит

180 . Корректировка погрешности произd водится установом старшего разряда

Формула изобретения

7 8428 второй компараторы подключены к R-входам первого и второго RS-триггеров соответственно, к S-входам которых через третий и четвертый компараторы подключены выходы источника двухфазного напряжения питания, прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены с вы- 10 ходом генератора импульсов, выход первого элемента И непосредственно, а выход второго элемента И через первый элемент задержки подключены ко входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетчику, выходы разрядов которого подключены к блоку элементов И, а нулевой вход.которого подключен к выходу второго элемента задержки,отличающийся 20 тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены третий элемент задержки RST-триггер, четыре RS-триггера, четыре элемента И, два элемента НЕ, два элемента ИЛИ, 25 причем выход третьего компаратора подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И непосредственно, а через третий элемент задержки— к управляющему входу блока элементов 30

И,ко входу второго элемента задержки, к S-входу третьего и R-входу четвертого RS-триггера, выход четвертого компаратора подключен к R-входу третьего и S-входу пятого RS-триггера, вы- 35 ход первого компаратора подключен к

R"âõoäàì пятого и шестого RS-триггеров, 98 8 выход второго компаратора подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямым выходам третьего и пятого RS"òðèããåðîâ, а выходы — S-входам четвертого и шестого RS-триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и шестого RSтриггеров через второй элемент ИЛИ подключены ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход и -1ro разряда счетчика подключен к третьему входу третьего элемента И и через первый элемент НЕ. — к третьему входу четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к нулевому входу счетчика, а выход — к R-входу RSTтриггера, выход и-го разряда счетчика подкпючен к Т-входу RST-триггера, к четвертому входу третьего элемента И и через второй элемент НŠ— . к четвертому входу четвертого элемента И, инверсный выход ST-триггера подключен к пятому входу третьего элемента И, выход третьего элемента И подключен к S-входу RST-триггера, прямой выход которого подключен к блоку элементов И и пятому входу четвартого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 354441, кл. G 08 С 9/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 594515, кл. & 08 С 9/04, 1976.

84 2898

Рие. у

УИ1

Редактор Н. Бушаева

Заказ 5109 65 . Тираж 691. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам-изобретений и открытий

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

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

o óä 7Р8

Вход 2 РР

ЯихИ1Щ

Римдгю

УХУ

Ую

Вы чд ерина гера/

Рб/КИ rpuzeon р

Составитель И. Назаркина

Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко