Способ циклического преобразования угла в код

 

О П- -И :-С А Н И Е 280065

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетскиа

Социалистическиа

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15Л11.1967 (Ж 1140755/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Vill.1970. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 1б.XII.1970

Кл. 42m, 3/00

МПК Н 03k 13/02

УДК 681.3.053(088.8) Комитет оо делам иаобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Д. В, Свечари«тк

Заявитель

Научно-исслсдовательский институт теплоэнергетического приборостроения

СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЦРЕОББРАЗОВАНИЯ УГЛА В КОД

Предло>кение относится к области аналогодискретного преобразования информации.

Известны способы циклического преобразования угла в код путем сравнения пространственной шкалы синхронных и синфазных опорных частот и частот, формируемых с помощью многошкального фазозадающего устройства.

Эти способы обладают ограниченной точностью, так как жесткая фиксация опорных частот не позволяет оценивать перемещения, эквивалентные долям их периода.

Предло>кенный способ отличается тем, что точки срабатывания младших разрядов сдвигают в пределах угла, соответствующего кванту шкалы, путем сдвига фаз напря>кений опор««ой пространственной шкалы каждого разряда в сторону увеличения.или уменьшения в зависимости от значений весовых токов старших разрядов, которые подмагничивают либо разрядные трансформаторы младших разрядов, либо их шунты, а полное значение кода, эквивалентного входному углу, снимают с выходных обмоток незашунтированных разрятч.ных трансформаторов.

Это позволяет повысить точность преобразсвапия угла в код.

На чертеже приведена схема устройства для реализаци«1 данного способа.

Устройство содержит сельспн-фазовращатель 1 груоого отсчета, сельспн-фазовращатель

2 промежуточного отсчета, сельспн-фазовращатель 8 точного отсчета, входную ось 4, задающую поворот и,„, непосредственно связанную с осью ротора сельсина 1; точный редуктор 5 между входной осью 4 и осью ротора сельсина 2, точный редуктор б между осью ротора сельсина 2 и осью ротора сельсина 8, 10 трансформатор 7, связывающий выходную обмотку сельсина 1 с и-обмотками разрядов

71 — 7;, грубого отсчета, трансформатор 8, связывающий выходную обмотку сельсина 2 с обмотками разрядов 8I — 8;, промежуточного

15 отсчета, трансформатор 9, свяэывающий выходную обмотку сельсина 8 с обмотками разрядов 9 — 9;, точного отсчета, задатчпк напряжений 10 с заданной фазой, состоящий, например, из включенных в ту же трехфазную

20 сеть, что и обмотки питания сельсина 1 — 3, трансформаторов 10,— 10, группы вторичных обмоток которых соединены друг с другом так, что на выходных клеммах задатчика образуются напря>кения заданных фазы и амплпту25 ды, например, с фазами на одних клеммах

Ul — "- д ", ««а друг««х U>= Ut./ " ; и = U /j - и. = и /"-"- >"—

3Π— -всего 2" — 1 напряжений для любого ч Icча отсчетпых систем при,г-разрядах, приходящихс» па 360 любой отсчетной системы; дифференцирующие устройства 11,— 11,;, формирующие устройства 121 — 12; с выходными обмотками 18; разрядные (выходные) трансформаторы 14.

В приведенных формулах Лср=- являет2и ся отсчетной точкой младшего разряда системы.

При сельсине с числом полюсов, равным 2

Alp=: рЛа. При двухполюсном сельсине (как это принято в разбираемом примере выполнения) Лгр =Ла передаваемого угла.

Если исчислять передаваемый угол а в единицах Ла, а фазу напряжения на выходе сельсина 1р в единицах.Gap, то целочисленные знаУ чения этих углов («отсчетные точки») заполнят отрезок числового ряда между нулем и

2" — 1, а значение u = — =2" совпадет со знаДа чением а =О; соответствующие значения получат и з = У д„

Напряжения с обмоток 8 — 12 (и, соответственно, 81 — 8.-, 91 — 9 ), пройдя через дифференцирующие устройства 11 — 11; (например, пик-трансформаторы или аналогичные устройства), поступает на фазоуправляемые двухпозиционные устройства 12, — 12.- (например, тиристорные, тиратронные и т. п.), обеспечивающие прохождение, например, выпрямленного тока соответственно в цепях 1, — 5, (выход

«1») при условии (2r + 1) тс - = (а — ра»а) - о2пг 1 =или в относительных единицах

2" 1- =- )(а — y. »„,) r 2" + =- (1)

2 и заппрание тока (выход «О») при

2(г + 1)-,. y «) (в —,»„) )(2г + 1)-. я пли (2+1)2п:Ь - )(, —,,„.) - 2" + = (1 ) где r=O, 1, 2...— число сделанных обходов данной системы (практически, как видно из формул, на результат не влияет; ф ) — разброс фазы срабатывания, определяемый параметрами устройства 12, обеспечивается е« или в «0,5; д

«(и ) — как-и выше, фаза напряжения поступающего от сель сина (отсчитывается, например, от положительного максимума);

yai (H >„i„,) — ф аз а па и ряжения (отсчитываемая от точки перехода из отрицательной полуволны в положительную) в устройство 12» (121 или 12 и т, п.) от соответствующей обмотки 13», зависящая от положения оси а (или от определяемого этим положением состояния разрядов выше к-го) в соответствии с формулои: п о+ ; .11;

i»k

10 (2) 15 где А,- — выход I-ão разряда при данном а («О» или 1).

20 аа 2 а»0

» — 1, г — 1 соответствует фазе напряжения наобмотке18 (18) при отсутствии токов на выходе разрядов, превышающих «К» (т. е., при А; =О для всех г>К).

Число вариантов питания для любого К-го разряда равно 2п-».

На чертеже показано для системы грубого отсчета, что при этом напряжение на обмотку

18> (высшего разряда к=гг) может подаваться непосредственно от фазозадающего устройства

10 при использовании, например, согласующей обмотки 18:, причем фаза напряжения — — 2п — 1

ana ап0 при n=5, cp«„, = 16. агапа 16 Л : 16

360 16 360 180а

2" 32

Формирующее устройство 12.- срабатывает при углах 32>а )16 или 360 )а)180 и

А:=1. При 0(а (16. А;=О. Фаза напряжения, создаваемого на обмотке 18„имеет уже

45 два варианта (2п — » =2и — 4 =2) для А,,=О и

А„.-=1. В первом случае 1р, =у, =2 — =2 — k — 1 — О4 — 1

= 8 (р.„= 90 ), 0(а (16.

Во втором случае а„

32 ) z )» 16 = 8 + 16 1 = 24 / р,, = 270%

Для автоматического выбора варианта пред55 назначены устройства 144, и 144, (дЛя данного, 4-ro разряда), например, в виде трансформаторов, отдельные участки магнитопроводов которых могут насыщаться токами выхода вышестоящих разрядов. У трансформатора 144,, 60 к которому подведено напряжение UpIJ 9, ток выхода 5-го разряда насьццает участок магнитопровода, последовательный с участком магнитопровода, на котором размещена выходная обмотка, а у трансформатора 144„K ко65 торому подведено напряжение с1О1124 (по су280065

Ь

-cTHy то же напряжение, что и к трансфор тору 14 „но с перевернутой на 180 фай) — параллельный участок, шунт магнито:овода. У трансформатора 144, может быть едусмотрен также параллельный путь для тока — шунт с некоторым дополнительным тнитным сопротивлением, например, в виде здушного промежутка; у трансформатора 4., — соответственно небольшой воздушный омежуток в участке магнитопровода, заням выходной обмоткой. При А.; = О поток, цепляющийся с выходной обмоткой трансфоратора 144,, не встречает насыщенных участ в, а на выходной обмотке возникает напряение, соответствующее фазе 8Л р; у трансэрматора 14, при этом не насыщен шунт, агнитное сопротивление которого во м його

13 меньше сопротивления магнитопровода д выходной обмоткой этого трансформато, и напряжение на этой обмотке практиче;и не возникает. Обеспечивается первый ва ант питания устройства 12,.

При А;=1 на пути потока, сцепляющегося выходной обмоткой, появляется сильно на, щенный участок; основной поток идет через унт, и на BblxojIHQH обмотке напряжения с азой 8Лср практически не возникает. Зато унт у трансформатора 144., оказывается льно насыщенным, и основной поток этого ансформатора, сцепляясь с его выходной оботкой, создает в ней и далее, в цепи питания .тройства 12„напряжения с требуемой фаей 24Л .

:овершенно аналогично работают устройства

14, и 14,, обеспечивая автоматическое эдведение напряжения соответственно к устзйствам 12,, 12 и 12 с фазами, определяеыми приведенной выше формулой. На черте.е для иллюстрации этого положения привены схематично устройства 14 „14р„14р, 14 „, 14,, 14, и 14 „работающие анаогично устройствам 144, 144,, Общее число N тTа к kих или подобных несложых, надежных и малогабаритных устройств типичными свойствами элементов счетноычислительной техники равно 2" — 1 для кажой системы; число напряжений, различающихся по фазе, создаваемых на фазозадаю ем устройстве для любого числа m отсчетых систем, равно 2" — 1, так как может быть спользована также переброска концов, подлючаемых ко входу трансформатора, или конов его выходной обмотки (т. е. для разбиае»oro случая при n=5 это всего 16 различых напряжений заданной фазы).

Зо

З5

Устройство работает по «Таблице состояний». Каждая горизонтальная строка таблицы соответствует какому-либо текущему значению а (й, соответственно, ): в вертикальных столбцах, соответствующих разрядам, в числителе указано относительное значение ср,„ автоматически устанавливаемого для данного а устройствами 14 в соответствии с формулой (2), а в знаменателе — «состоянпе», «выход» разряда, т. е. значение А в соответствии с формулами (1 и Г).

Разберем, например, строку, соответствующую q) — а =0. Фаза напряжения на обмотке

18; q, =16. По формулам (1 и Г) А.-=О.

Тогда фаза напряжения <р,„на обмотке 18>, как разобрано выше, равна восьми А4 —— О; аналогично прп А,-=О и А« — — О, р„= /а„=4, Аз=О.

Далее при А.;=О;А — — О и Аа — — О, =;"„,= 2;

Ay=0; и, наконец при А;=А,=А,=A., 0

=1 и A =0; кодовое значение числа а„а„ а — 0, получаемого на клеммах 5„— 1,, читается в таблице как последовательность чисел знаменателей; для разбираемой строки

О = 00000.

Разберем, например, строку ср =а = 13.

Поскольку p.. все время равно 16, А.-=О.

Тогда ср,, по-прежнему равно 8 и, поскольку р — ра, а )0, А,=1, Тогда -;",, а =4+8, 1+

+16,0 = 12; 13 — 12) О; А — — 1; q),,à = 2+4, 1+

+8, 1+16, 0=14; 13 — 14(0; А =0; р„а =

=1+2, О+4, 1+8, 1+16, 0=13; 13 — 13=0;

А —— 1; 13=01101, что действительно, соответствует записи числа 13 двоичным кодом.

Предмет изобретения

Способ циклического преобразования угла в код путем сравнения пространственной шкалы синхронных и синфазных опорных частот и частот, формируемых с помощью многошкального фазозадающего устройства, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности, осуществляют сдвиг точек срабатывания младших разрядов в пределах угла, соответствующего кванту шкалы, путем сдвига фаз напряжений опорной пространственной шкалы каждого разряда в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от значений весовых токов старших разрядов, которые подмагничивают либо разрядные трансформаторы младших разрядов, либо их шунты, а полное значение кода, эквивалентного входному углу, снимают с выходных обмоток незашунтированных разрядных трансформаторов.

Г ! 0 10 0э

OOOO O ° ° ° . OOOOOOO

1 !

1 !

5р ь

3f

1r

),! !!

5л

4л

3п

2п

57

47

37

2 !

1 ( (Д

Составитель В. С. Ростковский

Редактор Б. Б. Федотов Техред А. А. Камышникова 1(орректор Е. И. Миронова

Заказ 3607 19 Тираж 480 Подписное

1ЛНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, М(-35, Раушская наб., д, 4/5 3 ипография, пр. Сапуцова, 2