Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством . С целью расширения диапазона работы преобразователя в него введены четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй и третий счетчики, элемент сравнения, сумматор и формирователь импульсов. Угол поворота преобразуется в сдвиг фаз cf электрических сигналов при одном подключении синуснокосинусного датчика угла (СКДУ) к фа30сдвигающему элементу и в сдвиг фаз

CCNO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 Н 03 И 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3903180/24-24 (22) 31.05.85 (46) 30.10.86. Бюл. М 40 (72) О. 11. Оржеровская (53) 681.325 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 590794, кл . G 08 С 9/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 855708, кл. Ci 08 С 9/00, 1979. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислитеЛьным устройством. C целью расширения диапазона работы преобразователя в него введены четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый и шестой элементы

И, второй и третий счетчики, элемент сравнения, сумматор и формирователь импульсов ° Угол поворота преобразуется в сдвиг фаз электрических сигналов при одном подключении синуснокосинусного датчика угла (СКДУ) к фаэосдвигающему элементу и в сдвиг фаз (2e-4) тех же сигналов при другом подключении СКДУ к фазосдвигающему элементу. Преобразователь работает по импульсу запроса. Переключение выхода СКДУ к фазосдвигающему элементу производится по фазовым импульсам, которые формируются компаратором из сдвинутых по фазе выходных сигналов фазосдвигающего элемента. Время блокировки на формирование фазовых импульсов после переключения вырабатывается первым счетчиком. Во втором счетчике подсчитывается число импульсов генератора в интервале времени от фазового импульса до опорного импульса, а в третьем счетчике — от опорного импульса до следующего фазового импульса после переключения выходов СКДУ. Результат формируется в сумматоре в виде суммы кодов второго и третьего счетчиков. Для исключения погрешности при переходах через границу полюсного деления использован элемент сравнения старших разрядов второго и третьего счетчиков. В элементе сравнения вырабатывается едшшчный сигнал, который суммирует-. ся с кодом старшего разряда сумматора. 1 ил.

1267620 г логической 1, формирователь 25 вырабатывает короткие опорные импульсы.

По команде "Пуск" триггер 13 устанавливается в положение "l" элемент

И 9 открывается, а элемент И 10 закрывается. Первый после команды Пуск" информационный импульс, прошедший через элемент И 9, сбрасывает в исходное, нулевое состояние счетчик

10 15, 21 и 22 импульсов, устанавливает в состояние "1" триггеры 11, 12 и 16. Коммутатор 5, управляемый от триггера 11, подключает входы элемента 6 к выходам СКДУ 4 таким образом, что на выходе элемента 6 формируется сигнал, сдвинутый по фазе основной гармоники напряжения возбуждения

СКДУ А на угол, пропорциональный с

При состоянии 1" триггеров 11, 12 и 16 открыты элементы И 20, 14 и 18, Импульсы высокой частоты с генератора 1 через элемент И 18 поступают на вход счетчика 21 и через элемент И 14 — на вход счетчика 15.

Импульс с первого выхода счетчика 15, соответствующий первому импульсу, поступившему на его вход с элемента И 14, возвращает триггер 13 в исходное состояние "0", и элемент

М И 9 закрывается.

Первый после начала счета опорный импульс с формирователя 25, отстоящий от предыдущего информационного с компаратора 8 на время с,, пропорциональное углу oc, устанавливает триггер 16 в состояние "О", элемент

И 18 закрывается и в счетчике 21 фиксируется число !1, также пропорциональное углу Ы . Этот же опорный им40 пульс, прошедший через открытый элемент И 20, устанавливает в состояние "1" триггер 17, открывая элемент

И 19. Импульсы гысокой частоты начинают поступать в счетчик 22.

Емкость счетчиков 15, 21 и 22 выбирается равной числу импульсов генератора 1, укладывающихся в период Т напряжения возбуждения СКДУ 4. По переполнении счетчика 15, формирующего таким образом сигнал задержки, сдвинутый относительно момента включения коммутатора 5 во второе положение на время, равное Т, триггер 12 возвращается в состояние "О", и элемент

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения — расширение диапазона преобразуемых углов поворота вала путем введения дополнительного отсчета.

На чертеже изображена структур" ная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, усилитель 3 мощности, синусно-косинусный датчик угла (СКДУ ) 4, коммутатор 5, фазосдвигающий элемент 6, фильтр 7, компаратор 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, третий элемент И 14, первый счетчик 15, четвертый 16 и пятый 17 триггеры, четвертый 18, пятый 19 и шестой 20 элементы И, второй 21 и третий 22 счетчики, элемент 23 сравнении, сумматор ?4, формирователь 25 импульсов и шину 26 "Пуск".

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

В исходном положении триггеры ll

12, 13, 16 и 17 находятся в состоянии "О", элементы И 9, 14 18, 19 и 20 закрыты. Элемент И 10 открыт.Импульсы высокой частоты с генератора

1 через делитель 2 поступают на усилитель 3 мощности, служащий источником напряжения возбуждения СКДУ 4, .на .выходе которого формируются сигналы, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота К . Коммутатор 5 в исходном положении подключает элемент 6 к

СКДУ 4 такий образом, что на выходе элемента 6 формируется сигнал, сдвинучъй по фазе основной гармоники на угол, пропорциональный — Ж . Из выходного сигнала элемента 6 с помощью фильтра 7 выделяется сигнал основной гармоники, по которому с помощью компаратора 8 формируются короткие информационные импульсы, положение которых на временной оси совпадает с точками перехода входного синусоидального сигнала через нуль при положительном градиенте. Из выходного сигнала делителя 2 в моменты времени, совпадающие с точками перехода из состояния логического О в состояние

И 10 открывается.

Информационный импульс проходит через открытый элемент И 10 и устанавливает триггеры ll и 17 в исход3, 1 26 ное состояние "0". В результате триггер 17 формирует временной интервал длительностью 7г,т или Т +,, а счетчике 22 фиксируется число N, также пропорциональное углу о,. Коммутатор 5, управляемый от триггера 11, возвращается в исходное состояние.

Результируюггттгй тсод угла М образуется в сумматоре 24 при сложении чисел N, и М

Число разрядов сумматора 24 на единицу больше числа разрядов каждого из счетчиков 21 и 22. Число N, подаваемое на вход первого слагаемого сумматора 24, пропорционально углу h, при первом (исходном) состоянии коммутатора 5, а число 1(,подаваемое на вход второго слагаемого, пропорционально углу гС при втором состоянии коммутатора 5, 20

Старший разряд выходного кода преобразователя образуется за счет единицы переноса при сложении чисел и гг и корректируется с помощью элемента 23 сравнения. Необходимость 25 коррекции вызвана тем, что изменение кода Й, с максимального значения на минимальное или наоборот происходит не одновременно с аналогичным изменением кода гг . Ширина зоны кор- ЗО рекции выходного кода,преобразователя равна сумме абсолютных значений погрешностей преобразования угла поворота ротора СКДУ 4 в код И, и код N

7620 4 ра 24, на предыдущтге, младшие, разряды которого поданы числа N, и Н

Результирующий код старшего разряда сумматора 24 образуется за счет пе5 реноса из предыдуцпх разрядов и на границе полюсного деления корректируется за счет добавления единицы с выходов элемента 23 сравтгения.

Результирующий выходной код сумматора 24 пропорционален углу сг в

Зона коррекции выходного кода преобразователя характеризуется единичными значениями старших разрядов кода гг,т (или гг,) и нулевым значением 40 этттх же разрядов кода N, (или й,) .

Сопоставление значений старших разрядов кодов М, и М производится с помоцьв элемента 23 срав ения. Число старших разрядов, подаваемых на . 45 элемент 23 сравнения, зависит от необходимой ширины зоны коррекции, т.е. от разности чисел ll, и N или от допустимой величины погрешности преобразоваттття . При сравнении чисел М, и

М по двум старшим разрядам допустимая величина погрешности преобразования должна быть меньше четверти полюсного деле.гия СКДУ 4, что на пракпе ко вь олняется тт с лег тп

Выходы элемента 23 сравнения подктпсгчены к входам первого и второго слагаемых старшего разряда суммато" пределах изггенения от 0 до 2Ф,,т.е. полного полюсного деления, имеет разрядность на единицу больше разрядности чисел N, или Н и сохраняетстг на выходе сумматора 24 до прихода следующего сигнала "Пуск". Выходной код преобразователя считывается в сумматоре 24.

Инструментальные погрешности коммутатора 5, фазосдвигающего элемента 6, фильтра 7 и компаратора 8 входят в числа tl, и N, имея одштаковые абсолютные величины, но разные знаки, и пря сложепип взаимно уничтожаются.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соедиттеттттые генератор импульсов, делитель частоты, усилитель моцности и синусно-косинусный датчик угла, первый и второй выходы которого подктпочетты к соответстьуюцтгм информационным входам коммутатора, выходы коммутатора подключены к входам фазосдвигаюшего элемента, выход которого через последовательно соединенные фтгтгьтр и компаратор подключен к перBM". входам первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам гервого триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, выход генератора импульсов подключен к одному входу третьего элемента И, выход которого подключен к информационному входу первого счетчика, выход первого элемента И подключен к единичному входу второго триггера и установочному входу первого счетчика, первый и второй выходы которого подключены к нулевым входам третьего и второго триггеров соответственно, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И, шиСоставитель А.Смирнов

Техред В.Кадар

Корректор М.Шароши

Редактор E.Êîï÷à

Заказ 5834/58 °

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

5 126 ну "Пуск", подключенную к единичному входу третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к второму входу первого и третьему входу второго элементов И соответственно, о т л и .ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразуемых углов поворота вала, в него введены четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый, шестой элементы И, второй и третий счетчики, элемент сравнения, сумматор и формирователь импульсов, выходы первого и второго элементов И подключены к единичному входу четвертого и нулевому входу пятого триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и пятого триггеров подключены к одним. входам четвертого и пятого элементов И соответственно, другие входы. которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы четвертого и пятого элементов И подключены к информационным входам второ7620 6 го и третьего счетчиков соответственно, выходы разрядов второго и третьего счетчиков подключены соответственно к первой и второй группам входов сумматора, выходы старших разрядов второго и третьего счетчиков подключены соответственно к первой и второй группам входов элемента сравнения, первый и второй выходы которого

1р подключены к.входам старшего разряда сумматора, выход делителя частоты через формирователь импульсов подключен к нулевому входу четвертого триггера и одному входу шестого

15 элемента И, другой вход которого соединен с одним выходом первого триггера, а выход подключен к единичному входу пятого триггера, выход первого элемента И подключен к устано20 вочным входам второго и третьего счетчиков, а прямой выход второго триггера подключен к дру" гому входу третьего элемен- . та И.