Способ преобразования угла поворота вала в напряжение

 

(72) Авторы изобретения

В. Б. Кузнецов н С. В. Бернапкий ")

I (71) Заявитель (54} СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА

ПОВОРО ГА ВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ

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

Известны способы opeo6pa30BBB88 оа 5 .поворота вала в линейное напряжение постоянного тока, в котором угол поворота преобразуют в сдвиг по фазе двух сигналов переменного тока, сдвиг по фазе преобразуют в ШИМ-сигнал, который мас- О штабируют по амплитуде опОрным напряжением, масштабированный ШИМ-сигнал преобразуют последовательно в ток и напряжение постоянного тока 51 ) .

Недостатком такого способа является его сложность.

Наиболее близким по техническому решению к данному изобретению является способ преобразования угла поворота

20 вала в линейное напряжение, в котором угап поворота преобразуют в переменные напряжения, модулированные в функшии синуса и косинуса угла поворота, срав2 ненни по амплитуде меньшего из модулированных напряжений с опорным, определении участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота, формировании напряжения смещения, соответст напряжения смешения с меньшим нз модулированных напряжений на участках, где опорное напряжение превышает по амплитуде меньшее из модулированных напряжений (2) .

Недостатком известного способа является ограниченная точность, вызванная погрепностью воспроизведень: малых углов на каждом из участков и инструментальными погрешностями коммутатора и линейного врашаюшегося трансформатора при реализации способа.

Бель изобретения - повышение точности способа преобразования угла поворога вала в напряжение.

Поставленная пель достигается тем, чго в способе преобразования угла поворота вала в линейное напряжение, оо3 95135 нованном на преобразовании угла поворота в переменные напряжения, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота, сравнении по амплитуде меньшего из модулированных напряжений с опорным, определении участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота, формировании напряжения смещения, соответствующего этому участку, формировании выходного напряжения путем 1О суммирования напряжения смещения с ммьшим из модулированных напряжений на участках, где опорное напряжение превышает по амплитуде меньшее из модулированных напряжении, дополнительно сравнивают по фазе модулированные напряжения с опорным, при превышении по амплитуде меныцим из модулированных напряжений Опорного напряжения (при совпадении между собой по фазе} формируют разность модулированных напряжений, ecmz они противоположны по фазе, формируют сумму, умножают сформированную разность (сумму) модулированных напряжений на масштабный коэффициент H формируют выходное напряжение путем суммирования напряжения смещения с масштабированной разностью (сум-: мой) модулированных напряжений на участках, где меньшее из модулированных напряженИй превышает опорное, а знак суммирования определяют в зависимостИ от участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота

I вала.

На фиг. 1 изображен график поясняющий реализацию данного способа; на

8 4

Фиг 2 - схема устройства реализующая способ.

Преобржование угла поворота в в линейно изменяющееся напряжение

MOZaro IIOgmRry c помощью гра представленного на фиг. 1 и выражения для выходного напряжения в табл.

Угол d. поворота вала преобразуют в два переменных напряжения, одно 7 из которых модулировано в функции Мпо, а другое П - в функции соус(.. Модулированные в функцИИ сииуса и косинуса угла с(. поворота вала напряжения I u

Il сравнивают по амплитуде и фазе между собой и с опорным напряжением 3.

На первом участке +20О меньшее из модулированных напряжений, пропорциональное sin с(, будет по амплитуде меньше опорного. Для этого участка напряжение смещения равно нулю. Вы ходное напряжение преобразователя равно Ое1М. На втором участке +20 70 Опорное напряжение 3 меньше обоих модулированных напряжений, совпада.кщих между собой по фазе. Для этого участка напряжение смещения равно

0,7850. Разность модулированных напряжений 0 (Ип aL — совА) умножают на масштабный коэффициент 0,74 и сум мируют со знаком "плюс с напряжением смещения. В результате на втором участке воспроизводится зависимость вида .0(0,785 +0,74(Si@4 с Щ

Аналогичным образом воспроизводятся функциональные зависимости и íà дру гих участках в соответствии с таблицей.

20о +20o

+20 о — +70

+70 +1«оо

+1«0 +160о

+«60o +180О

-20o -70o

70о . 1«0о

-««0 - -160

180о = «80о

0 sin o

0 (0,785 + 0,74(В пд «совЩ

U (1,57 -соэа(. )

О (2,355 - 0,74(sin aL+cosaL)

О (3,14 -Вю с()

0 (0,785 - 0,74(Slttd +C09aL Ц

-0 (1,57 -cosd. ) г

g (2,355 + 0,74(ВМЫ -cosd )J

О (3,14 + and

Из графика фиг. 1 и табл. Видно, что напряжение смешения пропорционально увеличивается по мере возрастания номера участка при увепгчении угла поворота

or 0 до 1180 . На втором и восьмом

0 О участках, где модулированные напряжения имеют одинаковые фазы, формируется разность модулированных напряжений с масштабным коэффициентом 0,74. На четвертом и шестом участках, где мо- lO дулированные напряжения имеют противоположные фмы, формируется сумма модулированных напряжений с тем же масштабным коэффициентом 0,74. На остальных участках, где опорное напряжение >s превышает по амплитуде меньшее иэ моду пированных напряжений, напряжение смещения суммируют с меньшим иэ модулированных напряжений.

Преобразователь содержит синусно- щ косинусный датчик 1 угла, подключенный к источнику 2 питания, выходы датчика 1 подключены к определителю 3 номера участка, формирователю 4 меньшего из

ВХОдных сигналОВ датчика 1 и формиро 25 ватепю 5 суммы или разности выходных сигналов датчика 1. Выход Определитепя

3 подключен к управляющим входам формирователей 4 и 5 и формироватепю 6 напряжения смешения. Выходы формирова- З0 телей 4 - 6 подключены к аналоговому сумматору 7. Выходы источника 2 питания через дещтель 8 напряжения подключены к входу определителя 3 номера участка в

Преобразователь работает следуюпжм

3s образом.

Синусно»косинусный датчик 1 формирует сигналы переменного тока в функции синуса и косинуса угла поворота его

40 вала. В определителе 3 в результате срав нения по амплитуде и. фазе выхсдных ситчнапов датчика 1 и делителя 8 вырабатываются управляющие сигналы в зависимос .ти от номера участка, которому соответ45 ствует текущее значение угла поворота датчика 1 е

В результате воздействия выходных сигналов определителя 3 в формирователе 6 вьграбатывается напряжение смещения с соответствующим знаком, в формирователе 4 выделяется меньшее из выходных напряжений датчика 1, которое, проходит на выход формирователя 4 с соответствующим знаком на участках

1, 3, 5, 7 и 9, а в формирователе 5

Вырабатывается сумма или разнОсть Выходных напряжений датчика 1, которые проходят на выход формирователя 5 на

5 951358 6 участках 2, 4, 6 и 8. Выходное н пряжение преобразователя формируется на выходе сумматора 7, где складываются выходное натгряжение формирователя

6 с выходным напряжением формирователя 4 или 5.

Предлагаем@ способ позволяет повысить точность преобразования угла поворота вала в напряжение.

Экономический эффект от использования способа определяется его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Способ преобразования угла поворота вала в HarlpsUKeHRe, основанный на преобразовании угла поворота в переменные напршкения, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота, сравнении по амплитуде меныпего иэ модулированных напряжений с опорным, определении участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота, формиро. вании напряжения смещения, сос гветсьвукщего этому участку, формировании выходного напряжения путем суммирования напряжения смещения с меньшим из модулированных напряжений на участках, где опорное напряжение превь1щает по амплитуде меньшее иэ модулированных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования дпя определения участка, к которому относится преобразуемый уго поворота, дополнительно сравнивают по фазе модулированные напряжения с опорным, прн превышении по амплитуде меньшим из модулированных напряжений опорного напряжения (при совпадении напряжений по фазе) формируют разность модулированных напряжений, если они противоположны по фазе, формируют сумм умножают сформированную разность (сум- му) модулированных напряжений на масштабный коэффициент и формируют выходное напряжение путем суммирования напряжения смещения с масштабированной разностью (суммой) модулированных напряжений на участках, где меньшее иэ модулированных напряжений превь пает опорное, а знак суммирования определяют в зависимости от участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота вапа.

Источники информации, принятые во внимание rrpg экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 368634, кл. 5 08 С 9/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 376024, кп. Ф 08 С 9/04, 1970 (прототип).