Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик и 942098 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 20. 11. 80 (21) 3006494/18-24 с присоединением заявки М(23)Приоритет

Опубликовано 0? ° o7 ° 8 ° Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 09. 07.82 (5 I ) М. Кл.

608 С 9/04

ГееударствеииыМ комитет

СССР ае делам иэабретеиий и открытий (И ЛК 681. З2Б (088. 8) (72) Авторы изобретения

Д. Н. Никонов, В. И. Немковский —-и Н. А. Иакарчук

1

3 !

1 (71 ) 3ая е и тел ь (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к а втоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого подключен к источнику переменного напряжения, а выходы - к аналоговым входам блока функционального преобразователя, выход которого подключен к цифровому интегратору, а выходы цифрового интегратора подключены к цифровым входам блока функционального преобразования fl).

Недостаток известного преобразователя - динамическая погрешность, вызванная цифровым интегратором.

Другие известньне преобразователи 2о угла в код содерйфтт синусно-косинусный вращающийся трансформатор, подключенный к коммутатору квадрантов, аналоговые выходы которого через пос2 ледовательно соединенные сумматор, фазосдвигающий элемент и формирователь импульсов подключены к распределителю импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, а выходы подключены к синхронизирующим входам последовательно соединен ных формирователей кода младших разрядов, один вход первого из которых соединен с одним аналоговым выходом коммутатора квадрантов, цифровые выходы коммутатора квадрантов и формирователей младших разрядов кода подключены к регистру f 2).

Недостаток таких преобразователей - сложность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к аналогово входам блока функционального преобразования кода в напряжение, выход которого через

3 9420 усилитель подключен к одному входу элемента И, выход источника команды

ПУСК подключен к одному управляющему входу регистра и управляющему входу распределителя импульсов, выход источ-у ника переменного напряжения подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, через первый компаратор - к другому входу элемента И и через второй компаратор - к сигналь- 1о ному входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к установочным входам регистра, другой управляющий вход регистра соединен с выходом элемента И, а выходы регистра подклю- 5 чены к цифровым входам блока функционального преобразования кода в напряжение (3j.

Недостаток известного преобразователя — погрешность, вызванная квадра- 20 турной составляющей в выходных сигналах синусно-косинусного вращающегося трансформатора.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вы30 ходы которого подключены к аналоговым входом блока функционального преобра" зования кода s напряжение, выход которого через усилитель подключен к одному входу элемента И, другой вход элемента И соединен с выходом первого З5 компаратора, выход источника команды

ПУСК подключен к одному управляющему входу регистра и управляющему входу распределителя импульсов, выход источника переменного напряжения подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и через второй компаратор - к сигнальному входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к установочным входам регистра, другой управляющий вход регистра соединен с выходом элемента

И, а выходы регистра подключены к цифровым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, введен фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подключен к первому компаратору.

Структурная схема преобразователя N представлена на чертеже.

Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор

98 ф

1, выходы которого подключены к аналоговым входам блока 2 функционального преобразования кода в напряже" ние, выход которого через, усилитель

3 подключен к одному входу элемента

И 4, выход источника 5 команды ПУСК подключен к одному управляющему входу регистра 6 и управляющему входу распределителя 7 импульсов, выход источника 8 переменного напряжения, подключен к синусно-косинусному вращающемуся транСформатору 1, через последовательно соединенные фазосдвигающий элемент 9 и.компаратор 10— к другому входу элемента И 4, а через компаратор 11 - к сигнальному входу распределителя 7 импульсов, выходы которого подключены к установочным вхбдам регистра 6, другой управляющий вход регистра 6 подключен к цифровым входам блока 2. Выходы регистра 6 являются выходами преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

На выходе синусно-косинусного трансформатора 1 формируются сигналы переменного тока, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота с, которые поступают на аналоговые входы блока 2. На цифровые входы блока 2 с выхода регистра 6 поступает выходной код, Ч. Блок 2 выполняет функциональное преобразование по формуле

U sin Ы. cos N - U cosc(sin N =

1.1 51П (О.=N) (1)

Выходной сигнал блока 2, пропорционал ьный синусу разности угла с и кода N, через усилитель-ограничитель

3 поступает на один вход элемента

И 4. Преобразование угла в код производится по принципу поразрядного взвешивания и начинается с приходом команды ПУСК, по которому регистр 6 и распределитель 7 устанавливаются в нулевое положение.

Компараторы 11 и 10 вырабатывают тактовые импульсы в моменты перехода переменного напряжения источника 8 и фазосдвигающего элемента 9 через ноль при положительном градиенте. В распределителе 7 происходит продвижение "1" от старшего разряда к младшему. Выходной код распределителя 7 поступает последовательно на установочные входы регистра 6. В каждом следующем такте i производится запись "1" в

5 9420 один из разрядов регистра 6. В блоке 2 решается тригонометрическое уравнение (1) с вновь образованным кодом

N„ регистра 6. В результате выходное напряжение блока 2 и усилителя 13 изменяется. Это напряжение поступает на один из входов элемента И 4, на другой вход которого поступает стробирующий импульс компаратора 10, сдвинутый по отношению к напряжению

1О источника 8 на четверть периода. Если при поступлении стробирующего импульса сохраняется "0" на выходе элемента И 4, то единица, записанная в соответствующий разряд регистра 6, сохраняется, в противном случае записанная в регистр 6 "1" сбрасывается выходным сигналом элемента

И 4.

Та ким образом, за цикл и реобра зо- 20 вания по мере продвижения "1" в распределителе 7 от старшего разряда к младшему, в регистре 6 сформирован код текущего угла поворота.

В предлагаемом преобразователе в процессе формирования выходного кода опрос состояния блока 2 функционального преобразования производится в моменты, когда квадратурная составляющая выходного сигнала синусно-коси- 0 нусного вращающегося трансформатора

1 близка нулю, в результате точность преобразователя угла поворота вала в код увеличивается.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-коси98 6 нусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, выход которого через усилитель подключен к одному входу элемента И, другой вход элемента И соединен с выходом первого компаратора, выход источника команды ПУСК подключен к одному управляющему входу регистра и управляющему входу распределителя импульсов, выход источника переменного напряжения подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и через второй компаратор — к сигнальному входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к установочным входам регистра, другой управляющий вход регистра соединен с выходом элемента

И, а выходы регистра подключены к цифровым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен фазосдвигающий элемент, .вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подключен к первому компаратору °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с. 143„ з рис. 67.

2. Авторское свидетельство СССР

11 758219, кл. 08 С 9/04, 1978.

3. Отчет по НИР "Поиск-3" предприятия, 1976, кн. 5. с. 36 (прототип).

942 098

Составитель А. Смирнов

Редактор H. Кешеля Техоец К.Мыцьо Корректор М, Пожо

Заказ 4847/43 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

» 113035 Москва Ж-35 Раневская наб. д. 4/5 с 35L 1 1 --С

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