Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для связи аналоговых источников информации с ЦВМ и является усовершенствованием извест

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 Н 03 М 1/64 1/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вии

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1280699 (21) 4240212/24-24 (22) 05,05,87 (46) 23. 12.88. Бюл. 1) 47 (72) В.Д.Аксененко (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1280699, кл. Н 03 М 1/64, 1985 ° (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, мокет быть использовано для связи аналоговых источников информации с ЦВМ и является усовершенствованием извест144

Ного преобразователя по авторскому свидетельству У 1280699. Целью изоб.ретения является повышение точности преобразователя путем измерения и компенсации дополнительной погрешности, обусловленной дрейфом нуля аналоговых функциональных элементов.

Для достижения поставленной цели в. преобразователь, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель, вал которого является входным валом преобразователя, трифазовых дискриминатора, три преобразователя напряжения в частоту, три реверсивных счетчика, четыре сумматора, мультиплексор, полосовой усилитель, синхронный детектор, интегратор, введены мультиплексор, фазовый дискриминатор, усилитель, синхронный детектор, интегра6691 тор. Опорная система обеспечивает преобразование фазы опорного сигнала U, в текущий код сумматора 15, информационная система, состоящая иэ основного и корректирующего каналов, преобразует разность фаз между сигналами U< и U,,пропорциональную углу е поворота вала в код. Погрешность преобразования равна разности смещений нуля указанных систем относительно входных сигналов, Вновь введенные элементы позволяют фазовые сдвиги поочередно измерять дискрими" натором, чье выходное напряжение усиливается усилителем, детектируется детектором и через интегратор иэменяег смещение нуля корректирующей системы до равенства со смещением опорной системы, чем устраняется погрешность преобразования. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вЪ|числительной технике, может быть использовано в системах управления для связи источников информации с UBN и является усовершенствованием 5 преобразователя по авт.св. У 1280699.

Цель изобретения — повьппение точности преобразователя путем компенсации температурной и временной погрешности.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 питания фазовращателя, фазовращатель 4 с входным валом 5, первый - третий фаэовые дискриминаторы

6 — 8, преобразователи 9 - 11 напряжения в частоту, реверсивные счетчики 20

12 — 14, сумматоры 15 " 17, четвертый сумматор 18, шину 19 выходного кода, опорную систему 20 фазовой автоподстройки (ФАП), основной канал 21 информационной ФАП, корректирующий канал 22, мультиплексор 23, четвертый фазовый дискриминатор 24, усилитель

25, синхронный детектор 26 и Интегратор 27.

Блоки 6,9,12 и 15 образуют опорную систему 20 ФАП.

Блоки 7, 10, 13 и 16 — ocHop HOB канал 21, а блоки 8,1;,14, 17 и 18корректирующий канал 22 информационной системы ФАП.

Преобразователь работает следующим образом.

Частота импульсов генератора понижается делителем 2 частоты, иэ выходного сигнала которого блоком 3 формируется напряжение возбуждения фазовращателя 4. Фаза Фо опорного сигнала U фазовращателя 4 сравнивается в фазовом дискриминаторе б с фазой сигнала обратной связи, формируемого на выходе старшего разряда сумматора 15 путем суммирования кодов делителя 2 и счетчика 12, в результате чего сигнал обратной связи сдвинут по фазе относительно выходного сигнала делителя 2 на угол, пропорциональный коду счетчика 12.

При рассогласовании фаэ U и сигнала сумматора 15 дискриминатор 6 вырабатывает напряжение, под действием которого блок 9 преобразования напряжения в частоту вырабатывает импульсы и изменяет код счетчика 12.

Изменение кода счетчика 12 происходит в сторону уменьшения рассогласования и в идеальном случае должно сводить его к нулю, Однако вследст691

Формула з 1446 вне см щения 4 оп нуля системы ФАП, обусловленного в свою очередь смещением характеристик фазового дискриминатора 6 и преобразователя 9, рассогласование сводится к нулю с точностью до смещения 4 д „ нуля системы 20 и код на выходе сумматора 15

Равен N, =Ф + 4 goä.

15 0

Фаза информационного сигнала U1, фазовращателя 4, отличающаяся от фазы Ф его опорного сигнала U, на угол, пропорциональный угловому положению вала 5 (для простоты положим

Ф„-ФО=а), аналогичным образом отслеживается двухканальной системой ФАП, состоящей из основного 21 и корректирующего 22 каналов. Код N+ на выходе сумматора 16 основного канала с учетом смещения 4 4" нуля системы 21 равен И, =Бд +И, =Ф„+ 4, При вращении вала 5 с угловой скоростью 4 фаза U„èçìåíÿåòñÿ с аналогичной скоростью и это изменение отслеживается системой 21 с динамической погрешностью лЫ„=а/К,„, где

К „ — коэффициент усиления разомкнутого контура основного канала, и код на выходе его счетчика 13 равен

N =N -N =(Ф -Ф )+(4 q — 4q,) - ---. с(О 1б 1$ 14 о Ок О К

Код счетчика 13 через сумматор 18 вводится в корректирующий канал 22, складывается с кодом счетчика 14 и управляет фазой сигнала обратной связи, формируемого в сумматоре 17. С учетом смещения 4 М„,нуля системы

22 код сумматора 17 равен N М„+И1 +

+N =Ф +4 Ч а код счетчика 14 соот15 11 ветственно равен

N1 =@q+ 4%с 1> 15= и+ макк (Фи Фо )

e (4 44 )+ -- — Ф 4Ì = /К +

Ок oh hК ок а oh OK

+(4P М,„) .

Выходной код N+ преобразователя, снимаемый с выхода 19 сумматора 18, равен — — -+(4Ц - ЛЧ )+ — -=I+(4V -4Ц,.).

К ок кк а» ок

Таким образом, корректирующий канал 22 измеряет и корректирует погрешности основного канала 21: динамическую Ы/К „ и смещение нуля 4 1 „„, в результате чего выходной код не имеет в этом режиме динамической погрешности, но смещен на величину, равную разности смещений нуля систем

20 и 22, Входные сигналы систем 20 и 22 и их сигналы обратной связи через мультиплексор 23 поступают на фазовый дискриминатор 24, информативная составляющая выходного сигнала кото" рого представляет сигнал прямоугольной формы с частотой коммутации мультиплексора 23 и уровнями напря" жения, равными

У,, =Кфд(Фа И1у)+40фд=4Пфд Кфд "

П", =K 4(Ф,-1 „)+4Пфд=4Пфд Кфд 4 кк

ГДЕ 4Гфд и Кф„- смещение нуля и коэффициент передачи дискриминатора 24.

Этот сигнал усиливается полосовым усилителем 25 (неинформативные составляющие выходного напряжения дискриминатора 24 не пропускаются этим усилителем) и детектируется синхронным детектором 26. На выходе детектора 26 формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное раз-! h

25 ности U gg Ugg

1с фд (кк 1 оп) сд сд где К вЂ” коэффициент усиления усилила теля 25;

Щ„,К вЂ” смещение нуля и коэффициент р д и geTe

Это напряжение через интегратор

27 вводится в корректирующий канал

22, где во входной цепи преобразователя 11 суммируется с напряжением рассогласования канала 22, изменяя

его смещение 4ц „ в сторону уменьшения U 6. В установившемся состоянии

=О, что достигается при

4 Псд

-4

40 КфдК сдК15

Таким образом, обеспечивается измерение и компенсация смещения нуля преобразователя. Компенсация обеспе- чивается с точностью до погрешности, 45 обУсловленной смещением нУлЯ 40сд синхронного детектора 26, которая (как видно из последнего выражения) в Кс„ К 5 раз меньше погрешности фазового дискриминатора и в еще боль5р шей мере — смещения нуля преобразователя, обусловленного смещением нуля характеристик не только дискриминаторов 6 и 8, но и преобразователей

9и11. изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код по авт. св. 9 1280699, 5 1446691 6 отличающийся тем, что, иены с входами четвертого фазового с целью повышения точности, в него дискриминатора, выход которого через введены мультиплексор, четвертый фа- усилитель соединен с входом синхронэовый дискриминатор, усилитель, ного детектора, выход которого чесинхронный детектор и интегратор, 5 рез интегратор подключен к второму первый и второй, третий и четвертый входу третьего блока преобразования входы мультиплексора подключены к напряжения в частоту, управляющие входам первого и к входам третьего, входы мультиплексора и синхронного фазовых дискриминаторов соответст- 10 детектора подключены к третьему вывенно, выходы мультиплексора соеди- ходу делителя частоты.

Составитель И.Сидорова

Редактор В.Данко Техред М.Иоргентал Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6754/57 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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