Преобразователь угла поворота вала в код

Авторы патента:

G08C9 - 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;

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО- РОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом одфрового синусно-косинусного формирователя , первый выход которого соединен й первыми входами первого преобразователя код - напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного форьмрователя соединен, с первыми входами второго преобразователя коднапряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, сумматор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего блоков элементов И, фазочувствительный детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, вход фазочувствительного детектора подключен к выходу сзгмматора, а выход подключен к входу нуль-органа, выходы синусно-косинусиого вращающегося трансформатора подключены к вторым входам преобразователей код - напряжение, выходы которых подключены к входам сумматора.

ЪОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН аю (11) эсю G 08 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в ввтстсвсмт свисвтвввствт (21) 3638495/24-24 (22) 31.08.83 (46) 07 ° 11.84. Бюл. 11 41 (72) Е.И. Зайцев и В.В. Швачко (71) Вкное производственное объединение по морским геологоразведочным работам "Южморгеология" (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 651386, кл. 6 08 С 9/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 903929, кл. С 08 С 9/04, 1982 (прототип)., (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код вЂ” напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен. с первыми входами второго преобразователя коднапряхение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, сумматор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего блоков элементов И, фазочувствитевьный детектор, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, вход фазочувствительного детектора . Е подключен к выходу сумматора, а выход подключен к входу нуль-органа, выходы синусно-косинусиого вращающегося трансформатора подключены к вторым входам преобразователей а код вЂ” напряжение, выходы которых подключены к входам сумматора.

1123044

Изобретение относится к авЧ оматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления для ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину. 5

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик, цифровой синусно-косинусный формирователь, блоки элементов И, преобразователи код вЂ” напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган. Выход генератора импульсов подключен к входу счетчика, выходы которого связаны с входами циф- !5 рового синусно-косинусного формирователя и первыми входами первого бло ка элементов И, выходы цифрового синусно-косинусного формирователя подключены к первым входам второго 20 и третьего блоков элемента И и с входами преобразователя код-напряжения, входы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к выходам преобразователей код- 25 напряжение, а выход вЂ” к входу нульоргана. Выход нуль-органа подключен к вторым входам блоков элементов

И (13.

Недостаток такого реобразова" ЗО теля вЂ” невысокая точность преобразования. !

Известен также преобразователь угла поворота в код, содержащий генератор импульсов, счетчик,. циф- 35 ровой синусно-косинусный формиро-, ватель, блоки элементов И, синуснокосинусный вращающийся трансформатор, блок фазочувствительных детекторов, первый и второй преобразо- 40 ватели код-напряжения, суммирующий усилитель и нуль-орган. Выход генератора импульсов соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого бло- 45 ка элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразовате- 50 ля код-напряженпе и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с йервьии входами второго преобразователя код-напряжение и тре-55 тьего блока элементов И, выходы синусно-косинусиого вращающегося трансформатора (СЕВТ) подключены к входам блока фазочувствительных детекторов, выходы которого подключены к вторым входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя. Выход суммирующего усилите- ля подключен к входу нуль-органа, выход которого подключен к вторым входам блока элементов И (2) .

Недостаток известного преобразователя вЂ” наличие погрешности, вносимой блоком фазочувствительных детекторов, введенных между выходами

СКВТ и входами преобразователей коднапряжение, которая увеличивает общую инструментальную погрешность преобразователя. Приняв погрешности первого и второго фазочувствительних детекторов (выпрямителей) равны. ми по величине и знаку и обозначив их, получим на выходах блока фазочувствительных детекторов напряжения

U (t) = U sin 9 + Ь;

U (t) Осоз 9 + 1 г

После аналого-цифрового перемножения на выходах преобразователей коднапряжение образуются сигналы:

П () = (U sin 6 + Ь ) cos P

U (t) (U cos 9 + 6) sin ц>, 12" где 8 вЂ” угол поворота СКВТ

f вЂ” частота импульсов генера1 тора; п вЂ” раэрядноеть преобразователя.

После суммирования напряжение, подаваемое на вход нуль-органа, будет иметь вид

U>(t3 (U. sin 9 + h ) cos (p +

+ (U cos8 + Ь) sin (f или:

U (t) * (U sin 8 "cos (P +

+ U сО8 6 виъ ф ) + ь (сов (f +

+ sin(P ), следовательно, U(t} =Uein(Я -8)+

+ А .42 сов (45 - (P ) . о

Отсюда видно, что знакопеременная величина ошибки Ь 1Г2 cos (45вЂ”

- ф ) ведет к неоднозначности срабатывания нуль-органа, что понижает точность работы известного преобраэо. вателя.

Цель изобретения вЂ” повышение точности преобразователя.

1123044

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с .первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединер с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первьии входами первого преобразователя вЂ” код-напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя код-напряжение и третьего блока элементов И, сияусно-косинусный вращающийся трансформатор, сумматор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами первого, вто". рого и третьего блоков элементов И, фазочувствительный детектор; вход фазочувствительного детектора подключен к выходу сумматора,„ а выход подключен к входу нуль-органа, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к вторым входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам сумматора.

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

Преобразоватець содержит генератор импульсов, счетчик 2, цифро« вой синусно-косинусный формирователь 3, блоки 4-6 элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 7 (СКВТ), преобразователи

8 и 9 код-напряжение, сумматор 10, фаэочувствительный детектор 11 и нуль-орган 12.

Выходы блока 4 элементов И являются выходами кода угла, а выходы блоков 5 н 6 элементов И вЂ” выходамн кода синуса и кода косинуса угла поворота СКВТ 7.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом

Счетчик 2 подсчитывает импульсы, поступающие с выхода генератора 1, формируя циклический код, который поступает на первые входы блока 4 элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса-и косинуса

Щ ф5

5О

55 угла. Коды синуса и косинуса угла поступают на первые входы блоков

5 и 6 элементов И и на цифровые входы преобразователей 8 и 9. На обмотку возбуждения СКВТ подается напряжение непосредственно от источника переменного напряжения (не показан).

Переменные напряжения с выходных обмоток СКВТ 7 вида U< it) = V sin(4.t

2() @ соз ° где Я вЂ” круговая частота опорного напряжения СКВТ, поступают на аналоговые входы преобразователей 8 и 9 код - напряжение. Преобразователи 8 и 9 осуществляют цифроаналоговое перемножение входных сигналов, в результате чего на их выходах формируются сигналы вида

V>(t) V sin cg t «sin 9 cos g при Я = 2 1 4 т 4 2 "

U (t) U sin ц t-cos 9 sin ф

Сигналы с выходов преобразователей 8 и 9 подаются на сумматор 10, на выходе которого формируется сигнал Uq(t) П з1п ц и (з1п 9 соз ф +

+ соз 6 ° sin () °

Коэффициент передачи сумматора

10 по первому и второму входам равен единице, поэтому

U5(t) U sin g t- sin (Cf вЂ” 9) °

Сигнал с выхода сумматора 10 пос-. тупает на вход фазочувствительного детектора 11. Сигнал на выходе фвзочувствительного детектора 11 имеет внд

Ц6(Й) - U зиъ (q -6)э т.е. иа входе куль-органа 12 формируется синусоидальное напряжение с частотой, определяемой частотой импульсов генератора 1 и разрядностью лреобрвзоввтеля, и со сдвигом:фазы, определяемъм углом поворота ротора

СКВТ 7. Сигнал с выхода усилителя 11 поступает нв нуль-орган 12 ° который формирует импульсы в момент первхода синусоидвльиого напряжения через нуль от отрицательного знв: чения к положительному. Эти импуль-. сы поступают нв вторыв вхсщы блоков 4 - 6 элементов И, разрезная счи- тывание кодов с вых щов счетчика 2 и формирователя 3 (кодв угла, кода синуса, кода косинуса).

Предлагаемай преобразователь угла поворота sana в код отличается

1123044

Составитель В. Подолян

Редактор Н. Данкулич Текред Т,Маточка Корректор И,Муска

Заказ 8143/40 Тирам 568

ВИИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал- ППП "Патент", r. Умгород, ул. Проектная. 4 от известных повьппенной точностью за счет ослабления влияния погрешности, вносимой блоком 4изочувствительных детекторов на погрешность преобразователя угла поворота вала в код.