Способ преобразования угловых перемещений в код

 

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов первой частоты, кото рые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты , которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании зтих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот, a разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразования, первое напряжение питания формируют путем сложения первого и третьего сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, a модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют i первым и третьим сигналами. 00 СП о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ввввп

РЕСПУБЛИК ае (11) 4(51) Н 03 M 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в *втавсввмв v

ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3646691/24-24 (22) 29. 09.83 (46) 15..01.85. Бюл. Ф 2 (72) В.А.Карпов и Е.Г.Абаринов (71) Гомельский политехнический институт (53) 68!.325(088.8) (56) l. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с.36.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 485482, кл. С 08 С 9/04, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕЖЩЕНИЙ В КОД, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90в, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, прев образовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании.зтих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот, а разность фаэ между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразования, первое ® напряжение питания формируют путем сложения первого и третьего сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, а модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют первым и третьим сигналами.

11350

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах. 5

Известен способ преобразования угловых перемещений .в код, основано ный на формировании двух переменных напряжений питания синусно-косинусного датчика, сдвинутых одно относи- 1О тельно другого по фазе на 90, преоб1разовании напряжений питания в два сигнала, фаза одного из которых относительно первого напряжения питания равна сумме 90 и углового перемещения, и преобразовании фазы одного из сигналов в код 1).

Недостатки известного способа— низкие разрешающая способность и ! точность преобразования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ преобразования перемещений в код, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика, формировании первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, который сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании этих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот„ а разность фаз между. ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз в код,формировании первого напряжения питания путем суммирования первого и второго сигналов (2 ).

Недостатки известного способа— низкие точность и разрешающая способность.

Целью изобретения является повышение точности и разрешающей, способ- 56 ности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования угловых перемещений в код, основанному на формировании первого,55 и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов пер10 2 вой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании этих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот а .разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и пре-. образовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, первое напряжение питания формируют путем сложения первого и третье1го сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, а модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют первым и третьим сигналами.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ преобразования углового перемещения в код.

Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 делителей частоты, блок 3 формирования питающих напряжений,синусно-косинусный датчик 4, блоки 5 и 6 умножения, фильтры 7 и 8 раэностной частоты, блок 9 преобразования фаза — код.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения питания Ь и Б" обмоток возбуждения синусно-косйнусйого датчика 4 имеют вид:

3 1 2 1

U в-Е (sin ю t+ sinus 4)

И

Ъ 1 2 где Š— амплитуда напряжений питания, получаемых при помощи блока 2 делителей частоты, делящего частоту задающего генератора 1 до частот м„ и ы2, и блока 3 формирования питающих напряжений, содержащего, например, два фильтра, выделяющих иэ прямоугольных импульсов частот ц>,, и.ш2 первую гармонику,,дваiфаэосдвигающих устройства, сдвигающих сигналы частот м„ и м)2 на 90, и два сумматора для суммирования соответствующих составляющих.

В результате в выходных обмотках синусно-косинусного датчика 4 на" водятся следующие напряжения:

010

Составитель А. Сидоренко

Техред О.Неце

Редактор . М.Цнткина

Корректор И. Эрдейи

Заказ 10100/45 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного . комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 1135

U+=EK соэ(м С+о6)+ Е К cos(u> +сС)

U „ =-Ek „sin(u) 4+of)-Ek э (щ р.+ ), где К, и К вЂ” коэффициенты транс- 5 тр 1 тр формацйи синусно-косинусного датчика 4 на частотах м ., и ы .

После амплитудной модуляции этих напряжений периодическими сигналами с частотами w и и осуществляе- 10 мой при помощи блоков 5 и 6, и выделения сигналов разностной частоты с помощью фильтров 7 и 8 разностной частоты на входах блока 9 преобразования фаза — код присутствуют фазомодулированные напряжения

0т,= Е 4 К тр co s (Qt - Ы 1;

7(0 = Е4К соэ Щ+Ы+ —

В 1

1, где 4 — коэффициент пропорциональности, определяемый передаточными характеристиками блоков 5 и б и фильм. ров 7и8;

Я 2

После представления разности фаз 25 напряжений U и U> в виде выходного кода, осуществляемого, например, при помощи, измерения временного интер вала, образованного моментами перехода через ноль напряжений 0, 0 при положительных производных этих напряжений, и заполнения его импульсами образцовой частоты с последующим их подсчетом и выдачей результата в виде кода, имеем код Мэ, пропорциональный угловому перемещению и в первом приближении не зависящий .от несовершенств синусно-косинусного датчика 4:

М =206+ М

40

Полезный фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота, входит в фаэомодулированные сигналы с разными знаками, а основные несовершенства синусно-косинусного датчиКа 4 проявляются в них с одинаковыми знаками, и в результате осреднения выходной результат в первом приближении не зависит от основных несовершенств синусно-косинусного датчика 4.

Следовательно разрешающая способность предлагаемого способа повышена беэ повышения частоты задающего генератора. Это происходит из-за того, что измерение фазового сдвига переносят на более низкую частоту A ..

Повышение разрешающей способности происходит в ш <,/ Я раэ, что на практике означает десятки раэ.

Важно отметить, что при значительной разнице в частотах Я и

uJ„(ю21 и достаточных добротностях частотоизбирательных устройств СКД можно запитывать не синусоидальными, а прямоугольными напряжениями и его выходные сигналы перемножать также на прямоугольные напряжения частот щ„ и и>,-что ведет к значительному упрощению реализации заявляемого способа.

Согласно предлагаемому способу, при одинаково реализованных фазорасщенителях на частоты о„ и му2 и близости M к u)2 погрешности от изменения частоты задающего генератора приводят к одинаковым в первом приближении несовершенствам питания на частотах со„ и ы2, что не приводит к нелинейности характеристики преобразования.