Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К ЛВтОРСКОМ СВИДНЕЛЬСтЗ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>920802 (61) Дополнительное к авт.. свид-ву.— (22) Заявлено 16.07.80 (21) 296183 1 /18-24 (51) М. К . с присоединением заявки №вЂ”

G 08 С 9/00 (23) Приоритет—

Гасударственный кемнтет

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14

СССР (53) УДК 681.325 (088.8 ) по делам нэаеретеннй и еткрмтий

Дата опубликования описания 25.04.82 (72) Авторы изобретения едрив., В..С. Росланас, В..Я. Куус, Б. С. Юдовин и с

Леникградскии ордена Ленина институт инжен дщ знодорвжного1 транспорта им. акад. В. Н. Образцова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в преобразователях аналоговых величин в цифровой код, а также для автоматического ввода информации вэлектронную вычислительную машину.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты, фазовращатель, нуль-орган, счетчик. Измерение угла поворота ротора фазовращателя в-нем производится путем формирования временного интервала, пропорционального углу поворота фазовращателя, заполнения временного интервала тактовыми импульсами и регистрацией импульсов в счетчике (1).

Основным недостатком преобразователя является невысокая точность, обусловленная возможной несимметричностью положительных и отрицательных полупериодов как питающего фазовращатель напряжения, так и выходного напряжения фазовращателя.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источники опорного сигнала и тактовой частоты, фазовращатель, усилитель-ограничитель, два триггера со счетным входом; формировать вре2 менных интервалов, элемент И, счетчик. Снижение погрешности преобразования достигается путем формирования двух временных интервалов, соответствующих положительным и отрицательным переходам через ноль

5 опорного напряжения и сигнала с выхода фазовращателя, и усреднения значений этих двух интервалов в накапливающем счетчике.

При этом значительно снижаются требования к качеству опорного напряжения и количеству высших. гармоник в выходном сигнале фазовращателя (2).

Недостаток преобразователя — невысокая точность при измерении малых углов, т. е. в зоне нулевого сдвига фаз между опорным напряжением и напряжением сигнала фазовращателя, когда вследствие искажения. формы сигналов или ввиду изменения фазы в процессе измерения возможно изменения знака фазы в течение периода опорной час тоты.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель,- выход которого соединен со входом усилителя-ограннчи920802 теля, выходы которого соединены с входами двух триггеров, выход первого из которых соединен с первым входом, а выход второгос вторым входом формирователя временных интервалов, третий выход формирователя временных интервалов соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с источником тактовых импульсов, и основной счетчик, введены элементы ИЛИ, блок коррекции и дополнительный счетчик, первый вход которого соединен со вторым 10 выходом формирователя временных интервалов, а второй вход — с выходом элемента

И, который соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом основного счетчика, выход дополнительного счетчика соединен с входом блока коррекции, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

На чертеже показана блок-схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, усилитель-ограничитель 2, триггеры

3 и 4 со счетными входами, формирователь

5 временных интервалов, элемент 6 И, элемент 7 ИЛИ, основной 8 и дополнительный

9 счетчики и блок 10 коррекции, источники

11 и. 12 опорного и тактового сигналов.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение опорного сигнала, поступающее на фазовращатель 1, сдвигается по фазе на, угол, пропорциональный углу поворота ротора фазовращателя 1 и подается на усилитель-ограничитель 2. Сигналы прямоугольной формы, отличающиеся по фазе на 180, с двух выходов усилителя-ограничителя 2 подаются на счетные входы триггера 3 и 4 и поочередно переключают их (предположим по положительным фронтам сформированного сигнала). Выходные нап- 40 ряжения триггеров 3 и 4 и опорное напря,жение источника 11 поступают на входы формирователя 5 временных интервалов. На первом выходе формирователя 5 временных интервалов формируются два временных ин: 45 тервала: первый между передним (положи"тельным) фронтом опорного сигнала и передним:фронтом выхода триггера, синфазного с напряжением с выхода фазовращателя и второй между задним фронтом опорного сигнала и отрицательным фронтом другого триггера. Эти временные интервалы соответствуют временным сдвигам положительных и отрицательных фронтов опорного и измеряемого напряжений. Полученные временные интервалы поступают на один из входов элемента 6 И, на другой вход которого подаются тактовые импульсы от источника 12. На выходе элемента 6 И формируются две пачки, число импульсов в которых в принятых единицах квантования соответствует фазовым сдвигам на положительных и отрицательных переходах через 0 опорного и сигнального напряжений. Указанные две пачки импульсов через элемент

7 ИЛИ поступают на вход основного счетчика 8, в котором импульсы суммируются, и код, сформированный в основном счетчике 8, представляет собой сумму фазовых сдвигов опорного напряжения и напряжения с выхода фазовращателя 1, отсчитанных по положительным и отрицательным переходам сигналов через ноль. С выхода элемента 6 И две пачки импульсов поступают также на вход дополнительного счетчика

9, направление счета которого определяется с выхода формирователя 5 временных интервалов таким образом, чтобы во время первого . и второго временных интервалов оно было различным (например, во время первого интервала — сложение, второго— вычитание).

При нормальной работе устройства число импульсов в. обоих пачках незначительно различается между собой (например, 7 и 5) и в результате, в основном счетчике 8 формируется сумма импульсов (12), что соответствует фазовому сдвигу — — 6, а в дог полнительном счетчике 9 — разность чисел импульсов (2).

В ситуации неправильного измерения угла (числа импульсов в- пачках 359 и 3) в основном счетчике 8 формируется сумма

362, соответствующая фазовому сдвигу

362/2 = 181, а в дополнительнрм счетчике

9 — число 356. Сигнал старших разрядов дополнительного счетчика 9 включает блок

10 коррекции, которая через элемент 7 ИЛИ передает на основной счетчик 8 число импульсов, соответствующее углу 180 (в рассматриваемом примере 360), в результате. чего состояние основного счетчика 8 становится соответствующим среднему значению фазового сдвига за время измерения (362 +

360 = 722, или, с учетом предела счета счетчика 8 †3" или 720 импульсов — в счетчике 8 остается число 2, соответствующее 1 ).

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими

acîáåHH0ñòÿìè.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя, выходы которого соединены с вхо- дами двух триггеров, выход первого из ко.торых соединен с первым входом, а выход второго — с вторым входом формирователя временных интервалов, третий вход которого соединен с источником опорного сигнала, .920802

Составитель Е. Бударина

Редактор Т. Парфенова Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 2351 60 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 первый выход формирователя временных интервалов соединен с одним входом элемента

И, другой вход которого соединен с источником тактовых импульсов, .и основной счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него вве- 5 дены элемент ИЛИ, блок коррекции и дополнительный счетчик, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя временных интервалов, а второй вход с выходом элемента И, который соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход ко10 торого соединен с входом основного счетчика, выход дополнительного счетчика соединен с входом блока коррекции, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 696515, кл. G 08 С 9/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 645189, кл. G 08 С 9/00, 1977 (прототип).