Устройство для преобразования 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;

В.В. Анищенко, Б.Л. Соколинский и Ю.В. Тр тьяков;

I (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В,КОД

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для преобразования угла поворота вала в код.

Известно устройство для цифрового преобразования угла поворота вала сельсина, содержащее блок формирования напряжений с суммирующим и вычитающим аналоговыми элементами, умножители, формирователи логически дополнительных сигналов, компаратор, блок управления процедурой последовательных приближений, блок определения квадранта.

Однофазная обмотка сельсина-датчика подключена к источнику переменного напряжения, синхронизирующие напряжения трехфазной обмотки сельсин-дат20 .чика подключены к трем входам блока формирования напряжений, первый выход этого блока подключен к первым входам одного умножителя и блоку

2 определения квадранта, второй выход блока формирования подключен к первому входу второго умножителя.и второму входу блока определения .квадранта, первый и второй выходы блока форми" рования подключены к вторым входам обоих умножителей, выходы этих умножителей подключены к первому и второму входам компаратора, выход которого подключен на вход блока управления, первый выход которого подключен на вход формирователя, а. второй вместе с выходом блока определения квадранта являются выходами устройства )1).

Недостатком этого устройства является его пониженная точнрсть, обусловленная негармонической зависимостью изменения амплитуды синхронизирующего напряжения сельсина Ьт угла поворота его ротора.

Наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемому является устройство для преобразования угла поворота вала в код, содер93033

50 жащий синусо-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого объединен с первым входом блока демодуляции и определения октанта угла поворота и подключен к источнику опорного напряжения, а выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока демодуляции и определения октанта угла поворота, цифровой выход которого подключен к входу 10 логического блока, блок кода коррекции, выход которого. соединен с первым входом преобразователя кода в код, аналоговые входы переключателя напряжений соединены с соответствующими выходами блока демодуляции и определения октанта угла поворота, управляющий вход вЂ” с выходом логического блока, а выхоД вЂ” с аналоговым входом преобразователя напряжения в код, соединенного также с блоком коррекции и преобразователем кода в код Г23

Недостаток этого устройства состоит в сравнительно невысокой точнос- 5 ти из-за двойного преобразования напряжения в код и кода в код.

Цель изобретения вЂ” повышение точности устройства для преобразования угла поворота вала в код. зо

Поставленная цель достигае11тся тем, что в устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее преобразователь напряжения в код и сельсин-датчик, входная обмотка

35 которого подключена к источнику питания, выходные обмотки соединены в звезду, свободные концы первой, второй и третьей выходных обмоток, подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения квадранта, к четвертому и пятому входам которого подключена входная обмотка сельсин-датчика, введены блок совпадения и блок памяти, 45 первый вход блока совпадения соединен с выходом преобразователя напряжения в код, к входам которого подключены свободные концы первой и второй выходных обмоток сельсин-датчика, к второму входу блока совпадения подключен первый выход блока памяти, первый выход которого соединен с выходом блока совпадения, второй и третий входы блока памяти подключены .соответственно к первому и второму

55 выходам блока определения квадранта, второй выход блока памяти является выходом устройства.

2 4

Кроме того, в устройстве для преобразования угла поворота вала в код, блок определения квадранта выполнен из блока определения четности и блока фиксации перемены фазы, первый, второй и третий входы блока определения четности соединены соответствен-. но с первым, вторым и третьим входами блока определения квадранта, первый, второй, третий и четвертый входы блока фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и пятым входами блока определения квадранта, выходы блоков определения четности и фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения квадранта.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для преобразования угла поворота вала в код; на фиг. 2 кривые выходных синхронизируещих напряжений и эпюры, обеспечивающие определение квадранта; на фиг. 3 вЂ” экспериментальная зависимость синхрониэирующего напряжения сельсина от угла поворота его ротора.

Устройство для преобразования угла поворота вала в код (фиг. 1) содержит сельсин-датчик 1, преобразователь 2 напряжения в код, блок 3 определения квадранта, состоящий из блока (определения четности и блока

5 фиксации перемены фазы, блок б совпадения и блок 7 памяти.

Устройство работает следующим образом. Амплитуды выходных синхронизирующих напряжений сельсина-датчика 1

0„, U< > и U изменяются в зависимости

I от углового перемещения его ротора (фиг. 2а, б, в). Эта зависимость однозначна в пределах изменения c(.от

0 до 1t!2 для любого синхронизирую щего напряжения в пределах от 0 до 0 „ (кривая 1 на фиг. 3). Поэтому может быт.ь получена таблица однозначного соответствия значений амплитуды любого синхронизирующего напряжения, например, Ц гопределенным эна(( чениям углового перемещения ротора сельсин-датчика oL. Эта экспериментальная таблица в виде массива 2" значений (где n вЂ” разрядность преобразователя 2 напряжения в код) кодов амплитуд синхронизирующего напряжения U и такого же массива им соот((г ветствующих кодов уголового перемеще930332

20 Экономический эффект от использо55 вания предлагаемого устройства.обусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами. ния Д,, закладывается в блок 7 памяти.

Синхронизирующие напряжения 0 <, U<>, U> поступают на входы блока 3 (1 определения квадранта, а напряжение

Ц кроме того, одновременно поступаI ет на вход преобразователя 2 напряжения в код. С, его выхода код амплитуды синхронизирующего напряжения U< Z поступает в блок 6 совпадения, где осуществляется его сравнение с всеми кодами 2 значений амплитуд синхрониэирующих напряжений массива, последовательно поступающих иэ блока 7 памяти.При совпадении сравниваемых кодов, с выхода блока 6 совпадения на первый вход блока 7 памяти поступает сигнал, управляющий выдачей с его второго выхода кода углового перемещения, соответствующего углу а в пределах от 0 до 7Г/2,т.е. в пределах одного квадранта (фиг. 2 r, д).

Синхронизирующие напряжения 01, U, Пg поступают в блок 4 опрецеле43 2Ъ ния четности блока 3 определения 2s квадранта (фиг. 1), где детектируются и формируют напряжение прямоугольной формы (фиг. 2, г), перепады которого соответствуют угловым перемещениям

of=0, В/2, В, 3/2 K и т.д., определяя границы квадрантов 1, II, III, IV (фиг. 2 б, в, r). На вход блока 5 фиксации перемены фазы поступают синхронизирующее напряжение 0.1 и напряже-:

I ние питания м,0. Этот блок формирует напряжение прямоугольной формы (фиг. 2 д) с перепадами, соответствующими значениям g:--О, В, 2Ф и т.д. при перемене фазы синхронизирующего напряжения U на Ф . Совместная рабо та блоков 4 и 5 обеспечивает определение квадранта угла перемещения d„ что соответствует двум старшим разрядам преобразования угол-код. Эти старшие разряды с выходов блока 3 определения квадранта поступают непосредственно в блок 7 памяти, в массив кодов угловых перемещений на позиции старших разрядов, откуда по сигналу, поступающему с блока 6 совпадения, вместе с основным кодом угла перемещения поступают на выход устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее преобразователь напряжения в код и сельсин-датчик, входная обмотка которого подключена к источнику питания, выходные обмотки соединены в звезду, свободные концы первой, второй и третьей выходных обмоток подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения квадранта, к четвертому и пятому входам которого подключена входная обмотка сельсин-датчика, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены блок совпадения и блок памяти, первый вход блока совпадения соединен с выходом преобразователя напряжения в код, к входам которого подключены свободные концы первой и второй выходных обмоток сельсин-датчика, к второму входу блока совпадения подключен первый выход, блока памяти,, первый вход которого соединен с выходом блока совпадения, второй и третий входы блока памяти подключены соответственно к первому и второму выходам блока определения квадранта, второй выход блока памяти является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок определения квадранта выполнен из блока определения четности и блока фиксации перемены фазы, первый, второй и третий входы блока определения четности соединены с соответСтвенно с первым, вторым и третьим входами блока определения квадранта, первыи, второй, третий и четвертый входы блока фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и пятым входами блока определения квадранта, выходы блоков определения четности и фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения квадранта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформация, N 14, 1975, с. 4-10.

2. Авторское свидетельство СССР

11 492902, кл. G 08 С 9/04, 1974 (прототип).

930332

d,, град

Составитель В. Рыгалин ,Редактор А. Шандор Техред А. Бабинец Корректор И. Иуска

Заказ 3476/66 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4