Преобразователь угла поворота вала в код

(72) Автор изобретения

О. А. Хайнацкий (7l) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1 известен преобразователь угла по- ворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатордатчик, синусно-косинусный вращающийся трансформатор-приемник и блок формирования полезного сигнала, выход которого подключен к обмотке управления электродвигателя, вал которого кинематически связан в валом синусио-косинусного вращающегося транс" форматора-приемника и с валОк ИОдО" .вого датчика угла(!Ъ Достоииствой этого преобразователя является высокая точность преобразования

И измеряемого, угла в код.

Однако наличие в устройстве большого количества электромеханических узлов и элементов (двигатель, редук тор, кодовый датчик угла и т.д. ,приводит к увеличению габаритов и ве са преобразователя.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, синусно-косинуснмй вращающийся трансформатор, блок селекции октантов, разрядные выходы которого подключены к выходу преобразователя, а сигнальные .выходы .синусного и косинусного каналов подключены соответственно к входам функциональных дели телей напряжения, выходы которых через Оу р В Грр и фазовый детектор

ПОдКЛЮЧЕМЫ К блоку преобразования напряжения в частоту, выход которого" подключен к реверсивному счет« чику, а выходы разрезов реверсивного счетчика подключены к функциональным делителям напряженияt2) Недостатки этого устройства - не высокая точность преобразования и сложность, обусловленная наличием блока селекции октантов.

3 ф

Цель изобретения — упрощение преобразователя и повышение его точности, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, подключенный к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, первый и второй функциональные делители напряжения, сумматор, подключенный к фазовому детектору, выход которого через блок преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику, введены два блока циф ровых инверторов, два анаголовых инвертора, дешифратор и фаэосдвигаю щий элемент, вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, а выход подключен к другому входу фазового детектора, выходы и -2 младших разрядов реверсивного счетчика подключены к одному блоку цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляющим входам одного функционального делителя напряжения и через другой блок цифровых инверторов — к управляющим входам другого функционального . делителя напряжения, входы функциональных делителей напряжения средине ны с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы через соответствующие аналогорые инверторы подключены к сумматору выходы первого и второго старших разрядов реверсивного счетчика подключены к дешифратору и к управляющим ,входам соответственно одного аналогового инвертора и одного блока цифровых инверторов, а выход дешифратора подключен к управляющему входу друго» го инвертора..

На чертеже представлена структур ная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжения, подключенный к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору 2, косинусный выход которого через последовательно соединенные один функциональный делитель 3 напряжения и один аналоговый инвертор 4 подключен к одному входу сумматора 5, а синусный выход через последовательно соединенные другой функциональный делитель 6 напряжения и другой аналоговый инвертор 7 подключен к друго» му входу сумматора 5. Выход сумматора 5 подключен к одному входу фазово го детектора S, другой вход которога через фазосдвигающий элемент 9 соединен с выходом генератора 1,. а выход через блок 10 преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику ll, Выходы и-2 младших разрядов реверсивного счет чика 11 подключены к одному блоку 12 цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляющим входам функционального делителя 3 и через другой блок 13 цифровых инверторов - к управляющим входам функционального делителя 6. Выходы первого и второго старших разрядов реверсивного счетчи а ll подключены к дешифратору 14 и к управляющим входам соответственно аналогового инвертора 4 и блока 12, а выход дешифратора 14 подключен к управляющему входу аналогового инвер1тора 7. Выходы разрядов реверсивного счетчика 11 являются .выходами преобразователей.

Преобразователь работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал с выхода генератора 1 поступает на первичную обмотку синусно-косинусного трансформатора 2, на вторичныхр обмотках которого формируется напряжение переменного тока в функции синуса и косинуса угла поворота. При нулевых управляющих сигналах коэффициента передачи инверторов 4,7 и блока 12 равны единице, При единичных управляющих сигналах фаза выходных сигна-, лов инверторс1в 4,7 и блока 12 изменя ется на 18(P. Блок 13 всегда инвертирует выходные сигналы блока 12. С учетом коэффициентов передачи блоков

12 и 13 коэффициенты передачи функциональных делителей 3 и 6 пропорциональны модулям соответственно синуса и косинуса кода и -1 младших разрядов. реверсивного счетчика 11.

Инвертор 4 инвертирует выходное напряжение функционального делителя 3 при наличии "l" в старшем разряде счетчика 11 в диапазоне 180-360б угла поворота, а инвертор 7 инверт фрует выходное напряжение функционального делителя 6 в диапазоне

90-270 угла поворота. В результате

0 на входы сумматора 5 поступает нап- ряжение переменного тока

U1 U s и* cos М

Ug- 0 cQsCL 5,! и Й»

5 89 где d — измеряемый угол поворота;

N — - выходной код реверсивного счетчика.

Вследствие неравенства фа овых сдвигов на частоте основной гармоники, вносимых делителем 3 и инвертором 4 относительно делителя 6 и инвертора 7, выходной сигнал суммато-, ра 5"имеет составляющую погрешность, смещающую нулевое значение полезно- го сигнала. Для компенсации погрешности опорное напряжение, поступающее на другой вход фазового детектора 8, смещается по фазе с помощью элемента 9.

Сигнал рассогласования между уг-!. лом d и выходным кодом преобразователя N .. с выхода фаз.ового детектора 8 поступает в блок 10, где формируютс импульсы, которые в зависимости от знака рассогласования поступают на входы сложения или вычитания реверсивного счетчика 11 до тех пор, пока код М не будет соответствовать уг.лу с1.

/Использование предлагаемого изобретения позволяет исключить блок фор . мирования кода октантов и уменьшить погрешность формирования сигнала рас согласования между измеряемым углом поворота и выходным ходом.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащйй генератор опорного напряжения, подключенный к синусно-косинусному вращающему тран-! сформатору, первый и второй функциональные делители напряжения, сумматор, подключенный к фазовому детекто".

6654. 4 ру, вы: од которого через блок преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с

3 целью повышения точности и упрощения преобразователя, в него введены два блока цифровых инверторов, два аналоговых инвертора, дешифратор и фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с выходом генератора опор« ного напряжения, а выход подключен к другому входу фазового детектора, выходы и -2 младших разрядов реверсивного счетчика подключены к од13 ному -блоку цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляю-, щим входам одного функционального делителя напряжения и через другой блок цифровых инверторов - к управ36:ляющим входам другого функционального делителя напряжения, входы функциональных делителей напряжения сое; динены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а

3$ выходы через соответствующие аналоговые инверторы подключены к суммато.ру, выходы первого и второго старших разрядов реверсивного счетчика подключены к дешифратору и к управляю36 щим входам соответственно одного аналогового инвертора и одного блока цифровых инверторов, а.выход дешифра тора подключен к управляющему входу другого аналогового инвертора.

33 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 465646, кл. С 08 С 9/04, 1973.

2. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой сод. Л,, "Энергия", 1974, с. )43, рис. 67.

Составитель А, Смирйов

Редактор А. Иотыль Техред Е. Харитончик Корректор Г. Orap юю ю ю эв ю еюееююеюеееваююеюееееееююеею ю/вв

Заказ l 3 7! О/39 Тираа 638 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открмтий

ll3035, Иосква, Ж-35, Раушскам наб., д. 4/5

° а е еюееююююеюеююююе»юеюююеююю

Филиал Im "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнак, 4