Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов

 

Союз Соватсиив

Социапистическик

Рес убп

О П И С А Н И Е < 907568

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J

".г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210780 (2l ) 2924743/18-24 с присоединением заявки,!те

{23) Приоритет

Опубликовано 230782 Бюллетень М 7 (5 l ) ß. Кл.

Гоеударетмнный квмнтет

СССР ао делам нзабретенн1! н вткрмтк11

Г 08 С 9/04

G 0l В 7/00 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 230282

В .Б. Ибрагимов 1

Азербайджанский институт нефти и химии им. АзизбекоВд (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо- . жет быть использовано, например, в информационно-измерительных системах для построения аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений вала, связанного с контролируемым объектом.

Известно устройство, работающее по принципу предварительного выделения меньшего н большего из выходных сигналов синусно-косинусного датчика угла (СКДУ) с последующим вычислением их отношения. В его состав также входят фаэочувствительыые выпрямители, инверторы, компараторы, выходы которых соединены со входами

1 дешифратора, и блок элементов И, управляющие входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы— со входами делительного блока (! °

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

-преобразователь угла поворота вала в длительность импульса, содержащий источник напряжения питайия, СКДУ, выходы которого через выпрямители соединены с соответствующими входами компараторов, логический блок, один выход которого соединен с первым входом триггера, выход которо. тО го через управляющий вход источника пилообразного напряжения подключен к другим входам компараторов и входу нуль-органа, выход которого

3$ соединен с вторым входом триггера, другой выход логического блока является выходом преобразователя (21.

Однако известньФ. преобразователь обладает тангенсной (котангенсной) характеристикой преобразования, что ограничивает его функциональные возможности

Цель .изобретения — расширение функциональных возможностей преоб907568 разователя угла поворота вала в длительность импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник напряжения питания, синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через выпрямители соединены с соответствующими входами первого и второго компараторов, логический блок, один выход которого подключен к выходу преобразователя, а другой выход соедипен с первым входом триггера, выход которого через управляющий вход источника пилообразного напряжения подключен к другим входам компараторов и входу нуль-органа, выход которого соединен с вторым входом триггера, введены блок управления, делитель напряжения, третий компаратор и третий выпрямитель, выход которого через делитель напряжения под ключен к соответствующему входу третьего компаратора, выход которого соединен с первым входом блока управления, выходы которого соединены с входами логического блока, выходы первого и второго койпараторов под ключены соответственно к второму и третьему входам блока управления, а источник напряжения питания подключен к входу третьего выпрямителя, а вход нуль-органа соединен с другим входом третьего компаратора.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит СКДУ 1, выпрямители 2-4, делитель 5 напряжения, 4Î источник 6 пилообразного напряжения, компараторы 7-9, нуль-орган 10, блок 11 управления, установочные входы 12-14, элемент ИЛИ 15, элемен— ты И 16-22, элементы ИЛИ 23 и 24, логический блок 25, элементы И-НЕ 26 и 27, элементы НЕ 28 и 29, триггер

30 и источник 31 напряжения питания.

Подача управляющего потенциала высокого уровня, соответствующего уровню логической единицы, на один из установочных входов 12-14 преобразования задает режим его работы.

Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов работает следующими образом.

Для режима работы преобразователя с тангенсной (котангенсной) характе4 ристикой преобразования управляющий потенциал высокого уровня подается на установочный вход 14, подготавливая цепь прохождения потенциальных сигналов компараторов 7 и 8 на соответствующие входы логического блока 25.

Выходы СКДУ 1, выпрямленные посредством выпрямителей 3 и 4 соответственно (напряжения но выходах выпрямителей обозначены через U è U Б1 подключены к первым входам компараторов 7 и 8, а ко вторым входам — линейно изменяющееся напряжение U c выхода источника пилообразных напряжений (ИПН) 6. Б исходном положении 0" триггера 30 напряжение U увеличиваетсл и по мере увеличения достигает уровня напряжений 111ци U (спер. ва меньшего U>, а затем большего

U из них 1, вызывая в моменты равенства Ug = Uppv Up = Ug срабатывание соответствующих компараторов.

Если U = U Ug = U2p(1,4,5 и 8 октантах диапазона изменения угла поворота с ротора СКДУ 1) то сперва срабатывает компаратор 7, а затем — компаратор 8, если И = Ugg, Ug = 11,1, (во 2,3,6 и 7 октантах), то последовательность срабатывания компараторов обратная; сперва срабатывает компаратор 8, а затем— компаратор 7. Сигнал высокого уровня с выхода сработавшего компаратора 7(8) поступает через блок 11 управления на соответствующий вход логического блока 25. В момент времени, когда на обоих входах логического блока 25 будут сигналы высокого уровня (т.е. при выполнении равенства U = 13 ), он сработает и перепадом "1"-"0" перебросит триггер 30 в положение "1", при этом изменяется направление (градиент развертывающего пилообразного напряжения U<, (оно начинает уменьшаться по линейному закону) и сразу же компаратор, ранее сработавший в момент выполнения равенства U< = возвращается в исходное состояние, а через некоторое время (в момент выполнения равенства U< =. U>) в то же состояние возвращается и другой компаратор, Б момент достижения напряжением

U нулевого уровня срабатывает нульорган 10, импульс с выхода которого возвращает триггер 30 в исходное состояние "0", в результате напряже- .

907568

25

Формула изобретения

55 ние Ц вновь начинает увеличиваться и цикл измерения повторяется.

Изменение потенциального уровня выходных сигналов компараторов 7,8 передается через блок 11 управления и логический блок 25 на выход преобразователя, с которого снимают импульсы с длительностью (., про.порциональной отношению U>/11р Очевидно, что в октантах 1,4,5 и 8 Г1 = f(tg 8), а в остальных октантах = f(«a8).

Для преобразователя с синусной (косинусной) характеристикой преобразования управляющий потенциал высокого уровня подается на устойчивый вход 13 преобразователя, подготавливая цепь прохождения потенциальных сигналов одного из компараторов 8,7 и 9 на соответствующие входы логического блока 25 °

Посредством выпрямителя 2, подключенного к источнику 31 напряжения питания, и делителя 5 напряжения формируется опорное напряжение

0б, значение которого устанавливает ся равным Ц1ц= Ugg при 9 43 . В этом режиме необходимо последовательное срабатывание компараторов

7 (8) и 9 по мере развертки пилообразного напряжения и выполнения равенства U< = U> (в 1,4,5 и 8 актантах U = U > в остальных октантах

11М ";В) и Uc. Ug — Uo

В исходном положении "0" триггера 30 напряжение 11 с выхода ИПН 6 увеличивается и по мере увеличения достигает уровня напряжений Ug u Up.

При выполнении равенства 11 U сигнал высокого уровня с выхода одного из компараторов 7 или 8, сработавшего первым (т.е. с выхода ком" паратора 7 в 1,4,5 и 8 октантах или с выхода компаратора 8 в остальных октантах), через блок 11 управления подается на один вход логического блока 25, при выполнении равенства ,0 = Uo сигнал высокого уровня с выхода к омпаратора 9 через блок 1 1 управления подается на другой вход логического блока 25.

Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной выше для первого режима. Изменение потенциального уровня выходных сигналов компараторов 7 (8) и 9 передается на выход-преобразователя, с которого снимаются импульсы с длительностью

Г, пропорциональной отношению

Цц/13о. Очевидно, что в октантах

1,4,5 и 8 !.g - f(sin&), а в остальных октантах С = f (cos О) .

Для режима работы устройства с секансной (косекансной) характеристикой преобразования управляющий потенциал высокого уровня подается на установочный вход 1 2 преобразователя.

В данном режиме необходимо последовательное (по мере развертки пилообразного напряжения) выполнения равенств 0 = U Бб и U = U, где U - — большее из напряжений Ц, Ug@ (в 1,4,5 и 8 октантах Ug = U в остальных октантах U< = U .

При этом работа преобразователя аналогична рассмотренной выше для первых двух режимов. С выхода преобразователя снимаются импульсы с длительностью Ф, пропорциональной отношению Uo/U<. Очевидно, что в октантах 1,4,5 и 8 K3 = f (sec О), а в остальных октантах — Eg =

= f(cosec 9).

Таким образом, преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов позволяет получить не толь. ко тангенсную (котангенсную), но и синусную (косинусную) или секансную (косекансную)-характеристики преобразования.

Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник напряжения питания, синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через выпрямители соединены с соответствующими входами первого и второго компараторов, логический блок, один выход которого подключен к выходу преобразователя, а другой выход соединен с первым входом триггера, выход которого через управляющий вход источника пилообразного напряжения подключ н к

50 другим входам компараторов и входу нуль-органа, выход которого соединен с вторым входом триггера, о т " личающийся тем, что, сцелью расширения функциональных возможностеи, в преобразователь введены блок управления, делитель напряжения, третий компаратор и третий выпрямитель, выход которого через (делитель напряжения подключен к со907568 8 органа соединен с другим входом компаратора.

Составитель Б.Барабаш

Редактор В.Лазаренко Техред А.Ач Корректор Г.Огар

Заказ 597/59 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 отв е тс тв ующему в ходу тр еть его к омпаратора, выход которого соединен с первым входом блока управления, выходы которого соединены с входами логического блока, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к второму и третьему входам блока управления, а источник напряжения питания подключен к входу третьего выпрямителя, а вход нульИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, "Electroniñ "Design", 1970, N- 6, с. 183, рис ° 8.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 619943, кл. G 08 С 9/04, 22.07.76 (прототип).