Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УТЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД; содержащий последовательно соединенные генератор импульсов , первьй делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинуского вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, вызшд которого через последовательно соединенные ф1-1пьтр 5 блок преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого подключены другие вькоды первого делителя частоты, нуль-орган, отличающийся тек, что 5 с целью повьшения точности преобразователя, в него введены второй делитель частоты, коммутатор и элемент преобразоваш1я тока в напряжекие. один вывод которого подключен к другому выводу роторной обмотки сипусно-косинусного вращающегося трансформатора и к входу нуль-оргАС на S а другой вывод - к общей шине, выход нуль-органа через второй делитель частоты подключен к управляю цик входам коммутатора, выходы статор ных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключень к первым входам,.а выходы цифрового сравнившощего блока через коммутатор - вторым входам первого и Ю второго фазовых детекторов. О со оо О5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

3KB G 08 G 9/00 гзз л.ъ — *..==.:иклгеяхас :жюавсамзаем3Ь (21) 3620765/24-24 (22) 08.07.83 (46) 23.10.84, Вюл. Р 39 (72) В.Д.Аксененко, В.Н.Васильев, А.Н.Дорофеев и В.В.Чернявский (53) 68 1.325(088.8) (56) 1 Авторское свидетельства СССР

В 691909, кл. С 08 С 9/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 73295, кл. G 08 С 9/04, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

У 801022, кл. С 08 С 9/04, .1979 (прототип). (54)(57) ПРКОВРАЗОВАтКЛЬ Я"ЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, вы-. ход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, слок преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрсвсгс сравнивающего блока, к вторым входам которого подключены другие ььс-.оды первого делителя частоты, нуль-орган, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введены второй делитель чг=тоты, коммутатор и элемент преобразования тока в напряжение„ один вывод которого подключен к другому выводу роторной обмотки сицуснс — косинусного вращающегося трансформатора и к входу нуль-оргйна,. а другой вывод — к общей шине, выхсц нуль-органа через второй дели- тель частоты подключен к управляющим входам коммутатора, выходы статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к первым входам,.а выходы цифрового сравнивающего блока через коммутатор — вторым входам первого и второго фазовых детекторов. Ю

1 11203

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройст5 вам.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор, фазовые детекторы, преобразователь напряжения в частоту, реверсивный счетчик, два дешифратора, сумматор двоичного кода, блоки умножения, блок преобразования амплитуды f17 .

Недостатком такого преобразователя является его сложность.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, образую. щие генератор питания, и синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), первый и второй фазовые деTpKTopbl выходы KQTopblx подключены K 25 соответствующим входам сумматора, который через последовательно соединенные фильтр, преобразователь напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового

30 сравнивающего устройства, к вторым входам которого подключены выходы делителя частоты генератора питания, квадратурные выходы цифрового сравнивающего устройства соединены с первыми входами фазовых детекторов, к вто-35 рым входам которых подключены выходы

СКВТ. Преобразователь прост, надежен, выполнен на серийных элементах широкого применения (2) .

Недостатком преобразователя является погрешность, вызванная неравенством коэффициентов передачи фазовых детекторов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преоб- 45 разователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим Я входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, блок преобразования напряже86 2 ния в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого подключены другие выходы первого делителя частоты, нуль-орган, выходы статорных обмоток СКВТ и выходы цифрового сравнивающего блока подключены соответственно к одним и другим входам первого и второго фазовых детекторов, выход сумматора через нуль †орг подключен к одному входу элемента совпадения, выходы

СКВТ подключены к фазосдвигающему элементу, выход которого через вто— рой нуль-орган подключен к другому входу элемента совпадения, выход элемента совпадения подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а выходы первого делителя частоты подключены к третьим входам реверсивного счетчика (3) .

Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная неравенством коэффициентов пере— дачи фазовых детекторов.

Целью изобретения является повы— шение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, блок преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого падкпючены другие выходы первого делителя частоты, нуль-орган, введены второй делитель частоты, коммутатор и элемент преобразования то— ка в напряжение, один вывод которого подключен к другому выводу роторной обмотки синусно-касинусного вращающегося трансформатора и к входу нуль органа, а другой вывод — к общей шине, выход нуль-органа через второй делитель частоты подключен к управляющим входам коммутатора, выходы статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к первым входам, а выходы

3 1!203 цифрового сравнивающего блока через коммутатор — к вторым входам первого и второго фазовых детекторов.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого преобразователя;на

5 фиг. 2 — графики, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит последовательно включенные генератор 1 импульсов, первый делитель 2 частоты, формирователь 3 напряжений возбуждения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 4 с одной роторной 5 и двумя статорными 6 и 7 обмотками, выходы которого через коммутатор 8 подключены к первым входам фазовых детекторов 9 и 10, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора 11. Выход сумматора 11 через последовательно соединенные фильтр 12, блок 13 преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик 14 подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока 15, к вторым входам которого подключены

25 другие выходы первого делителя 2 частоты. Второй вывод роторной обмотки

5 СКВТ 4 соединен с входом нуль-органа 16, выход которого через последовательно включенный второй делитель 17 частоты соединен с управляющим входом коммутатора 8, и через элемент 18 преобразования тока в на— пряжение — с общей шиной, выходы цифрового сравнивающего блока 15 через коммутатор 8 соединены с вторыми входами фазовых детекторов 9 и 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Частота f,„ ãåíåðàòoðà 1 понижается в первом делителе 2 частоты. Вы- 40 ходные импульсы делителя 2 частоты преобразуются в формирователе 3 напря жений возбуждения в синусоидальное напряжение Uosin t.Âûõoäíûå напряжения CKBT U sin (,1 sin(p и Usia t cosg 45 (Q — угол поворота вала)со статорных обмоток 6 и 7 через коммутатор 8 поступают на первые входы фазовых детекторов 9 и 10 соответственно. С выходов цифрового сравнивающего блока

15 через коммутатор 8 на вторые входы фазовых детекторов 9 и 10 поступают прямоугольные периодические импульсы, фаза которых пропорциональна отработанному следящей системой углу 55

С первого выхода цифрового сравнивающего блока 15 на вход фазового детектора 9 поступают периодические

86 4 импульсы, основная гармоника которыхsin(Wt+p), а с второго выхода на вход фазового детектора 10 — импульсы, основная гармоника которых

cos(Qt+g), где — угол, отработанный следящей системой, код которого хранится в реверсивном счетчике 14.

Напряжение Е sin(d t на элементе (резисторе) 18, фаза которого совпадает с фазой тока возбуждения и выходной ЭДС обмоток 6 и 7, подается на нуль-орган 16. Нуль-орган !6 вырабатывает импульсы с длительностью, равной полупериоду питающего напряжения, которые поступают на второй делитель 17 частоты. С выхода делителя 17 частоты импульсы с длительностью, в 2 раз большей периода й-1 питающего напряжения, поступают на управляющий вход коммутатора Si Коммутатор 8 осуществляет попарное переключение входов фазовых детекторов

9 и 10.

Фазовые детекторы 9 и 10 перемножают поступающие на них напряжения.

В результате при одном состоянии коммутатора 8 на выходах фазовых детекторов появляются напряжения (1 =E5qn GJK 5tAQ k Gin(+%ted) 1 ю где К =K(1+8k) и К =К(1-5 ) — коэффи1 2 2 циенты передачи фазовых детекторов

9 и 10.

Эти напряжения поступают на вход суммирующего усилителя l1 на выходе которого появляется напряжение а0 =аО а0: постоянная составляющая аU=котоpoго пропорциональна рассогласованию между фактическим угловым положением 4 вала и показанием реверсивного счетчика, т.е. углом g, который отработала следящая система.

Переменная составляющая напряжения heal> подавляется фильтром 12.

После переключения коммутатора 8 в другое состояние на выходах фазовых детекторов появляются напря" жения

О, = E Gin G)t CC9$ М, qog($ t yf

Цc= E si< tet,. e g kz in (vt i y)

7 на выходе суммирующего усилителя в этом случае появляется постоянная составляющая напряжения

1120386

ЕК, ЕкЬК

2 (e Ф

Напряжение рассогласования 5U поступает через фильтр 12 на вход бло- 5 ка 13 преобразования напряжения в

ЕкВк частоту. Составляющая †;„(щ)

1 периодически изменяющая свой знак, подавляется фильтром 12, 16

ЕК

Составляющая — g< (y ) в виде 2 постояиного напряжения поступает на вход блока 13 преобразования напряжения в частоту, который ныдает после †довательность импульсов на вход " + или нход "-" реверсивного счетчика

N в зависимости от знака Д0 =, сводя рассогласование - к нулю.

Таким образом, погрешность, обусловленная неравенством коэффициентов передачи фазовых детекторон, подавляется фильтром, в результате чего точность преобразователя повышается.

Экономический эффект от использо- вания изобретения определяется его техническим преимуществом.

1120386

Составитель. А. Смирнов

Редактор Т.Кугрышева Техред Т.Фанта Корректор О.Луговая

Заказ 7747/39 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4