Преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика угла в код

(72) Автор изобретения

В. Б. Ибрагимов (7l) Заявитель Азербайджанский институт нефти и химии им. И. Азизбекова (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ СИНУСНО-КОСИНУСНОГО

ДАТЧИКА УГЛА В КОД

Изобретение относится к системам. автоматического контроля и преобразования сигналов в цифровой код, а ,именно к преобразователям сигналов синусно-косинусного датчика угла в код. 5

Известен преобразо вател ь у гла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик, выходы которого через последовательно соединенные выпря. мители и усилители-интеграторы подключены ко входам блока сравнения, выход которого подключен ко входам блока сложения непосредственно и че-. рез дешифратор, бдок определения квадранта. выходы которого соединены с выходами датчика, и блок управления, . вход которого подключен к выходу генератора, а выходы — к управляющим входам усилителей-интеграторов и блоков сравнения и сложения (1).

Недостаток данного преобразователя нелинейность характеристики преобразования. Так, например, число импуль2 сов, поступивших на блок сложения, про-.. порционально tq 9 или (l - ctqO) (где

6 - угол поворота ротора датчика), что вызывает необходимость введения в состав устройства специального нелинейного блока - дешифратора, в это усложняет конструкцию преобразователя и уменьшает его точность.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через переключатель октантов соединены со входами выпрямителей, ключи, входы которых соединены с выходами выпрямителей, а выходы - co входом фильтра нижних частот, и индикатор нуля, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход ко входу формирователя прямоугольных импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и входами блока преобразования временных

8947

40 малов синусно-косинусного датчика угла,Ж интервалов в ксд, выход которого является выходом устройства Г2 .

Недостатком этого преобразователя является нелинейность характеристики преобразования, так как в состоянии устойчивого равновесия отношение выходных сигналов формирователя соответ. ствует тангенсу измеряемого угла.

Для того, чтобы код на выходе устройства был прямо пропорционален этому углу, необходим вычислительный блок с арктангенсной характеристикой прербразования для вычисления кода угла внутри октанта. Однако подобный блок сложен с конструктивной точки зрения и не может обеспечить высокую точность функционального преобразования кодов. Это усложняет преобразователь в целом и уменьшает его точность.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя сигналов синусно-косинусного датчика угла в код за счет линеаризации характеристики преобразования в процессе измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика угла в код, содержащий переключатель октантов, входы которого соединены с выходами синусно-косинусного датчика угла, а выходы - co входами соответств.4ющих выпрямителей, и последовательно соединенные фильтр нижних частот, нуль-индикатор и формирователь прямоугольных импульсов, выходы которого соединены со входами блока преобразования временных интервалов в код, введены два импульсно управляемых блока, сигналь« ные входы которых подключены к выходам соответствующих выпрямителей, управляющие входы импульсно управляемых блоков соединены с соответствующими выходами формирователя прямоугольных импульсов, первые выходы импульсно управляемых блоков подключены к выходам нулевого потенциала преобразователя, а вторые выходы подключены ко входу фильтра нижних частот.

Кроме того, в преобразователе сигв код каждый импульсно управляемый блок содержит два резистора, ключ и конденсатор, первый вход ключа через первый резистор подключен к сигнальному входу импульсно-управляемого бло- 55 ка, второй вход ключа соединен с управляющим входом импульсно управляемого блока, выход ключа через конден70

4 сатор и второй резистор подключен соответственно к первому и второму выходам импульсно управляемого блока.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя сигналов синуснокосинусного датчика угла в код.

Преобразователь содержит преключатель 1 октантов, синусно-косинусный датчик 2 угла (СКДУ), выпрямители 3 о и 4, импульсно управляемые блоки 5 и 6,. входы которых подключены к выходам со- ответствующих выпрямителей 3 и 4, а выходы соединены со входом фильтра 7 нижних частот, выход которого соеди3 нен со входом нуль-индикатора 8 и фор». т мирователь 9 прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 8, а выходы - суправляющими входами блоков 5 и 6 и в входами блока 10 преобразования speменных интервалов в код, выход которого является выходом устройства.

Первый импульсно управляемый блок содержит резисторы 11 и 12, ключ

13 и конденсатор 14, второй импульсно управляемый блок 6 содержит резисторы 15 и 16, ключ 17 и конденсатор 18.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

Выходные сигналы Ч и Чу СКДУ 2 подаются на переключатель 1 октантов, который, во-первых, формирует код октанта угла поворота 9 ротора СКДУ 2 и, во-вторых, подключает указанные сигналы разной полярности к фазочувствительным выпрямителям 3 и 4. Выходы последних через два одинаковых импульсно управляемых блока 5 и 6 (ИУБ) с дробно-рациональной характеристикой соединены со входом фильтра

7, Ключи обоих ИУБ 5 и 6 управляются широтно-импульсными сигналами (ШИС), формйруемыми блоком 9, ключ 13 первого ИУБ 5 управляется ШИС с относительной длительностью i() прямоугольных импульсов (о —, где Т - длительность, а Т - период прямоугольных импульсов), а ключ 17 второго ИУБ 6 управляется ШИС с относительной длительностью 50 1 - ъ о прямоугольных им" пульсов (в дальнейшем используется упрощенная форма записи: ШИС Го или ШИС eo). Выходные токи ИУБ 5 и 6 суммируются на входе фильтра 7, который из суммарного сигнала выделяет посто" янную составляющую и изменяет через нуль-индикатор 8 скважность ШИС tg u

ШИС, формируемых блоком 2, до тех пор, пока зта составляющая не станет ф94770 о Д

2 Io) 10 где Ч, Чд, выходные сигналы выпрямителей 3 и 4; сопротивления резисторов первого и второго ИУБ 5 и 6 соответственно.

R11,R12 и

R15, É16

Известно, что

7 „х(2,8 - х) " ГТГХС7)

Выберем следующие значения сопротивлений резисторов, используемых в составе ИУБ устройства 25

R1I = 1,8 112, R15 = 1,8 R16, В12Мбй, Из сравнения вышеприведенных со- ЗЕ отношений и замены переменной х на ь получается

% — arctq " °

2 V ь Vy

3S

Так как напряжения Ч и Vg IlpoIlopциональны SinO u t:osQ соответственно, а их отношение пропорционально, очевидно tq e то длительность I.0 прямоугольных импульсов формирователя

9 (в момент времени, соответствующий состоянию устойчивого равновесия схемы) связана с углом поворота 9 ротора датчика линейной зависимостью.

Блок 10 предназначен для преобра" эования длительности ор (ь) прямоу гольных. импульсов формирователя 9 в цифровой код. Как и Сь данный код

Gàÿ3àH с 8 линейной зависимостью, Ilo» этому нет необходимости в его дальнейшем преобразовании, которое вносит су- . равной нулю. Данный момент времени фиксируется нуль -индикатором 8, срабатывание которого указывает ьа достижение состояния устойчивого равновесия схемы. Соотношение, характеризующее 9 это состояние, может быть записано щественную погрешность в результаты измерений.

Формула изобретения

1. Преобразователь сигналов синуснокосинусного датчика угла в код, содержащий переключатель октантов, входй которого соединены с выхЬдами синуснокосинусного датчика угла, а выходысо входами соответствующих выпрямите-. лей, и последовательно соединенные фильтр нижних частот, нуль-индикатор, формирователь прямоугольных импульсов, выходы которого соединены со входами блока преобразования временных интервалов в код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два импульсно управляемых блока, сигнальные входы которых подключены к выходам соответствующих выпрямителей, управляющие входы импульсно управляемых блоков соединены с соответствую1 щими выходами формирователя прямоугольных импульсов,.первые выходы импульс- но управляемых блоков подключены к выходам нулевого потенциала преобразо- . вателя, а вторые выходы подключены ко входу фильтра нижних частот.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в нвм каждый импульсно управляемый блок содержит два резистора, ключ и конден сатор, первый вход ключа через первый резистор подключен к сигнальному входу импульсно управляемого блока, второй вход ключа соединен с управляющим входом импульсно управляемого бло" ка, выход ключа через конденсатор и второй резистор подключен соответст" . венно к первому и второму выходам импульсно управляемого блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ю 574740, кл. G 08 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 557400, кл. G 08 С 9/04, 1977 (прототип).

Составитель В. Рыгалин

Редактор Л. Пчелинская Техред E. Харитонцик Корректор 8. сутяга

Заказ 11495/81 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35 Раушская наб,, д. 4/5

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