Преобразователь 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;

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено24.08.81 (21) 33297б4/18-24 1И) М.К .з с-присоединением заявки М

G .08 С;9/04

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н отнрытнй (23) ПриоритетвЂ” (Щ НУ 6 81. 325 (088. 8) Опубликовано 30.0 183 Бюллетень йо 4

Дата опубликования описания 300183

t0.Â.Kîòîâè÷, В.И.Семенец и В.Л.Теплицкий,„" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и .может быть использовано для связи аналого- вых и сточни ко В информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), подключенные к последо,вательно соединенным формирователям мпадмих разрядов выходного кода f1), Недостаток таких преобраэователейих сложность.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий

СКВТ, выходы которого подключены к коммутатору октантов, последовательно соединенные блоки преобразования кода в напряжение (ПКН) и сумматор, элемент сравнения, выход которого подключен к блоку управления и регистру, выход регистра подключен к цифровым входам блоков ПКН, генератор импульсов, подключенный к тактовым входам регистра и блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора октантов 2 ).

Недостаток укаэанного преобразова,теля - его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор ка- налов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к первому и второму инвертирующим усилителям, выходы которых непосредственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к коммутатору октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования на пряжения в код и к одному входу блока преобразования кода в наПряжение, делитель напряжения, выход которого . подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которого подключен к одному управляющему входу коммутатора-октантов, а второй вЂ” к третьему входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу регистра октантов, выход кото-. рого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый вы993303 ход блока преобразования напряжения в код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра. Третьи выходы блока преобразования напряжения в код подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение, выход которого и косинусный выход коммутатора октантов подключены к входам делителя напряжения (3 7.

НеДостатком извеСтного преобразователя является невысокая. точность, вызванная методической погрешностью

: преобразователя.

Цель изобретения - повыаение точности преобразователя °

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь. угла поворота вала н код, содержащий синусно;косинусный вращакщиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор каналов, управлякщий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к первому и второму инвертирующим усилителям, выходы которых н посредственно и через третий и четвертый иннертирующие усилители подключены к коммутатору оКтантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования напряжения в код и к одному входу блока преобразования кода s напряжение, делитель напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распределителю импульсов, первый выход которого подключен к одному управляющему входу коммутатора октантов, а второй вЂ” к третьему входу блока преобразования напряжения в код и одному входу регистра октантов, выход которого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выход блока преобразования напряжения н код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра, введены второй делитель напряжения, первый и второй ключи и буферный регистр, сигнальные входы которого соединены с.третьими выходами блока преобразования напряжения и код, а выходы подключены к другим входам блока преобразонания кода в напряжение, выход которого подключен к входу первого ключа, косинусный выход коммутатора октантон подключен к входу второго ключа, одни выходы первого и второго ключей подключены к входам первого делителя напряжения, а другие выходы первого и второго ключей вЂ” к входам второго-делителя напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, а третий выход распределителя импульсон подключен к управляющим входам первого н второго ключей и буферного регистра.

На чертеже представлена структурная схема устройства, устройство состоит из СКВТ 1, выходные обмотки которых соединены с входами коммутатора 2 каналов, управляющий вход которого соединен с

10 выходом адресного блока 3. Синусный выход коммутатора 2 соединен с последонательно включенными инвертирующими усилителями 4, а косинусный вЂ” с последовательно включенными инвертиt5 рующими уеилителями 5. Выходы усилителей 4 и 5 соединены .с входами коммутатора б октантов, управляющий вход которого соединен с выходом регистра

7 октантов, синусный выход коммутато;щ ра б подключен к первому входу блока

8 преобразования напряжения в код и к одному входу блока 9 преобразования кода н напряжение. Косинусный выход коммутатора 6 и выход блока 9 подg5 ключены к входам ключей 10 и 11. Одни выходы ключей 10 и 11 подключены к входам первого делителя 12 напряжения, а другие выходы ключей 10.и 11к входам второго делителя 13 напряЗО жения. Выходы делителей 12 и 13 объединены и подключены к второму входу блока 8. Источник 14 напряжения пере» менного тока через формирователь 15 подключен к распределителю 16 импуль35 coB, первый выход которого подключен к одному управлякщему входу коммутатора б, а второй вЂ” к третьему входу блока 8 и к одному входу регистра 7, выход .которого подключен к одному входу выходного регистра 17. Первый выход блока 8 подключен к другому входу регистра 7, второй - к другому входу регистра 17, а третьи выходы через буферный регистр 18 - к другим входам блока 9. Третий выход распре45 делителя 16 подключен к управлякщим входам ключей 10 и 11 и регистра 18 °

Блок 8 содержит элемент 19 сравнения, блок 20 преобразования кода в напряжение и регистр 21. Первый, вто5О рой и третий входы блока 8 подключены соответственно к прямому входу элемента 19, аналоговому входу блока 20 и тактовому входу регистра 21. Первый выход блока 8 соединен с выходом

55 элемента 19 и подключен к управлякщему входу регистра 21, выходы которого подключены к второму и третьему вЫ= ходам блока 8 и к управляющим входам блока 20, выход которого подключен к.

60 инверсному входу элемента 19.

Преобразователь работает следующим образом.

Последовательность работы преобразователя задается распределителем

65 16 импульсов, который запускается

99 330 3 б формирователем 15 и управляет работой коммутатора 6 октантов, регистра

7 октантов, элемента 19 сравнения, ключей 10 и 11, буферного регистра

18 и регистра 21. Прн повороте роторов CKBT на различные- углы меняются 5 сннусные и косинусные напряжения выходных обмоток СКВТ, соединенных с коммутатором 2 каналов, на выходе которого воспроизводятся синусные и косинусные напряжения .того СКВТ, ад- 10

pec которого установлен на блоке 3.

Дважды.инвертируемые синусные н косинусные напряжения последовательно во времени подсоединяются через коммутатор 6 к прямому входу элемента

19. В результате сравнения с нулевым уровнем, подаваемым на инверсный вход элемента 19, определяются знаки. фаз синусного и косинусного напряжений, т.е. производится выбор квадран- 20 та и формируется значение первых двух разрядов кода старших разрядов.

ВыбОр октанта достигается соответ.ствующей коммутацией инвертированных и неинвертированных напряжений в ком- 25 мутаторе 6 октантов, который управля- ется регистром 7 октантов и распреде.лителем 16 импульсов. Сравнение напряжений происходит на элементе- 19 при подаче синусного,напряжения. на прямой вход, а комбинации синусного и косинусного напряжений на инверсный вход через делитель 12 и блок 20 в первом положении ключей 10 и 11 и .полном значении кода на выходах регистров 18 и 21. В результате в регистре 7 формируется код номера октанта (код трех старших разрядов), а на выходах коммутатора 6 воспроизводятся два напряжения, одно иэ которых соответствует синусу первого 40 октанта (синусное), а второе вЂ” косинусу первого октанта (косинусное).

Эти напряжения имеют положительную фазу и синусное всегда меньше коси-: .нусного. 45

Последующее преобразование происходит в два этапа в блоке 8, который построен по методу поразрядного уравновешивания. На первоь4 этапе преобразования ключи 10 и. 11 продолжают 50 находиться в первом положении 1, а буферный регистр 18 транслирует:кодовые сигналы с регистра 21 на вход блока 9. В средней точке делителя 12 форьыруется опорное напряжение, соот-55 ветствующее выражению

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, выходы которых через коммутатор каналов, управляющий вход которого соединен с адресным блоком, подключены к перво.му н второму инвертирующим усилителям, выходы которых непосредственно и через третий и четвертый инвертирующие усилители подключены к коммутатору октантов, синусный выход коммутатора октантов подключен к первому входу блока преобразования напряжения в код н к одному входу блока

U„=acosd- (1-а) В, чм, где d =0 8193 вЂ” постоянный коэффици- бО ент, угол поворота вала, Q вЂ” выходной код регист4 ра 21 в конце первого этапа. 65

В конце первого этапа распределитель 16 одновременно переводит буферный регистр 18 в режим запоминания кода 9„ и переключает во второе положение II ключи 10 и 11.

На втором этапе преобразования в устройстве решается зависимость

s(nd =Е Ьсо А 0-Ь)6„Ми4.), где - выходной код регистра 21 в конце второго этапа, I OCO56-+ (1-Ь) 9 5Мю(опоРное напряжение, формируемое в средней точке делителя 13, ф= и 4- постоянный коэффициент.

Умножение синусно-косинусных напряжений (Соэ* и 49 МИ 4.) на коэффициенты О,. (4-с ),Ь, (q вЂ” Q) производится на делителях 12 и 13, причем отношение сопротивления резистора делителя

12, подключаемого к выходу блока 9, к сующие сопротивЯений обоих резисторов этого делителя равно Ol.,То же самое отношение резисторов делителя

13 равно Ь .

Нестабильности плеч делителей 12 и 13 не вызывают дополнительной погрешности в точках диапазона изменения угла, кратных 49, так как в этом случае на крайние точки делителей поступают одинаковые напряжения, пропорциональные 0,7071.

С выхода регистра 21 код угла подается на вход регистра 17 хранения кода, на другой вход которого из регистра 7 октантов подается код номера октанта. В результате простого суммирования этих кодов получается полный выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далее в

ЦВМ. Такой. преобразователь обеспечивает при укаэанных выше значениях коэффициентов а и Ь величину методической погрешности линейного преобразования угла в код, не превышающую + 1, что составляет 0,000008% от угла 360

993303

Г "I

ВНИИПИ Заказ 484/68 Тнраж б16 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 преобразования кода в напряжение, делитель напряжения, выход .которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, источник напряжения переменного тока через формирователь подключен к распредели- 5 телю импульсов, первый выход которого подключен к одному управляющему входу коммутатора октантов, а второй - к третьему входу блока преобразования напряжения в код и одному входу ре- 10 гистра октантов, выход которого подключен к другому управляющему входу коммутатора октантов и к одному входу выходного регистра, первый выход блока преобразования напряжения s код подключен к другому входу регистра октантов, второй - к другому входу выходного регистра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него О введены второй делитель напряжения, первый и второй ключи и буферный регистр, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами блока преобразования напряжения в ко>, а выходы подключены к другим входам блока преобразования кода в напряжение, выход которого подключен к входу первого ключа, косинусиый выход коммутатора октантов подключен к входу второго ключа, одни выходы первого и второго ключей подключены к входам первого делителя напряжения, а другие выходы первого и второго ключейк входам второго делителя напряжения, выход которого подключен к второму входу блока преобразования напряжения в код, а третий выход распределителя импульсов подключен к управляющим входам первого и второго ключей и буферного регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 501407, кл. С 08 С 9/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке в 2791172/18-24, кл. G 08 С 9/04, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 826 385, кл. G 08 С 9/04, 1979 (прототип).