Преобразователь угла поворота вала в код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)9039 29 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 170480 (21) 2910874/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 070282. Бюллетень 1те 5

Лата опубликования описания 070282 (51)M. Кл.

G 08 С 9/04

Геоудеротеенный комитет но делам нзеоретеннй н еткрытнй (53) УДК 681. 325 (o88.8) (72) Автор изобретения

И.И. Урецкий (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления для ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину, а также в системах автоматического регулирования, связанных с угловыми перемещениями.

Известен преобразователь уголвЂ” код, содержащий цепочку из поледовательно соединенных генератора импульсов, делителя частоты и преобразователя прямоугольных сигналов в

° синусоидальное напряжение, усилитель мощности, фазовращатель, блок преобразования сдвига фазы в цифровой код, включающий нуль-органы, блок синхронизации и счетчик импульсов f1).

Недостаток преобразователя - невысокая точность работы вследствие непостоянства его функционирования в различных эксплуатационных условиях.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик, цифровой синусно-косинусный формирователь, блоки элементов И, преобразоS ватели код вЂ” напряжение, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган. При этом выход генератора импульсов подключен к входу то счетчика, выходы которого связаны с входами цифрового синусно-косинусного формирователя и первыми входами первого блока элементов И, выходы цифрового синусно-косинусного формирователя подключены к первым входам второго и третьего блоков элементов И и с входами преобразователей код - напряжение, входы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к выхода.t преобразователей код - напряжение, а выход - к входу нуль-органа. Выход нуль-органа подключен к вторым входам блоков элементов И f.21.

+ C(ccos 8sioZc f /2 ), 50

3 9

Недостатки преобразователя - невысокие быстродействие и надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код вЂ” напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя коднапряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, введены блок фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами преобразователей код вЂ” напряжение, а выход с входом нуль-органа, входы блвка фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы - с входами преобразователей код вЂ” напряжение.

На чертеже приведена функциональ.ная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, цифровой синусно-косинусный формирователь 3, блоки 4 вЂ” 6 элементов И, синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 7, блок 8 фазочувствительных детекторов, преобразователи 9 и 10 код - напряжение, суммирующий усилитель 11 и нуль-орган 12.

Выходы блока 4 элементов И являются выходами кода угла, и выходы блоков 5 и 6 элементов И вЂ” выходами кода синуса и косинуса угла поворота

СКВТ 7.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на счетчик 2, на выходах

/ которого формируется циклическии код, )бразующий временную шкалу преобра03929, 4 зования. Этот код поступает на первые входы блока 4 элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса и косинуса угла, значение которого непрерывно формируется в счетчике 2. Коды синуса и косинуса угла поступают на первые входы блоков 5 и 6 элементов И и на цифровые входы преобразовате 0 лей 9 и 10. На статорную обмотку возбуждения СКВТ 7 подается напряжение непосредственно от источника переменного напряжения (не показан}.

Переменные напряжения с выходных об15 моток СКВТ 7, амплитуда которых изменяется по закону синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7, поступают на входы блока 8 фазочуствительных детекторов, на выходах которого зв формируются постоянные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла 6 поворота ротора СКВТ 7 ц,®- ом.в

u,â) -u - е

Эти напряжения поступают на аналоговые входы. преобразователей 9 и

10 код вЂ” напряжение. Преобразователи

9 и 10 осуществляют цифроаналоговое перемножение входных сигналов, в результате чего на их выходах формируются напряжения вида

0 (() =Usia () coo(cg "/g" ()„И) = о е (. /,. где 9 - угол поворота ротора СКВТ 7 °

Т - частота повторения импульг сов генератора 1; и - разрядность преобразователя.

Напряжения с выходом преобразователей 9 и 10 суммируются усилителем

11, в результате чего напряжение на выходе усилителя 11 изменяется по закону

U>(t) = () (К, s(o Qcos cfire /д" с где К„ и К - коэффициенты передачи усилителя 11 по первому и второму входам соответственно, (при К, = i< = К). (),((>-К Usio (гЮ(/а"- g) Д) 5 90392 т.е. на выходе суммирующего усилителя ll Формируется синусоидальное напряжение с частотой, определяемой частотой повторения импульсов с генератора 1 и разрядностью преобразователя, и со сдвигом фазы, определяемой углом поворота ротора СКВТ 7;

Как видно из выражения (1) сформированный фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота ротора to

СКВТ 7, не зависит ни от частоты, ни от амплитуды питающего СКВТ 7 напряжения, а время преобразования определяется только частотой повторения импульсов с генератора и разрядностью преобразователя. Напряжение (I) .с выхода усилителя 11. поступает на нуль-орган 12, который формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через 20 нуль от отрицательного значения к положительному. Эти импульсы поступают на вторые входы блоков 4 - 6

/ элементов И, разрешая считывание кодов с выходов счетчика 2 и формирователя 3. Так как в момент срабатывания нуль-органа 12 содержимое счетчика 2 и Формирователя 3 представляет собой цифровой эквивалент угла, синуса и косинуса угла поворо- 30 та ротора СКВТ 7, то с выходом бло ков 4 вЂ” 6 элементов И B этот момент могут быть считаны значения кодов угла и синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7. 3S

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.

9 6

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код - напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя код-- напряжения и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, о, т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия преобразователя, в него введены блок фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами преобразователей код вЂ” напряжение, а выход - с входом нульоргана, входы блока фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы вЂ” с входами преобразователей код - напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 341065, кл. G 08 С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 651386, кл. G 08 C 9/00, 1977 (прототип).

903929

Тираж 638 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Я, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 129/33 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Е. Бударина

Редактор И. Ковальчук Техред Л. Пекарь Корректор И. Коста