Двухотсчетный преобразователь угол-код

 

(ii) 5I9747

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.74 (21) 2008372/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 02.08.76 (51) М. Кл.з G 08С 9/04

Госуда рственнык комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Бердяев, В. Г. Сидоричев и В. П. Ярошевский (71) Заявитель (54) ДВУХОТСЧЕТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГОЛ вЂ” КОД

Изобретение относится к автоматическому регулированию и управлению и может использоьаться в системе слежения за углом поворота вала.

Известен двухотсчетный преобразователь угол — код, состоящий из грубого и точного каналов, содержащих сельсины-датчики точного и грубого отсчетов (ТО и ГО), механически связанные между. собой редуктором и соединенные с источником опорного напряжения, первый блок вгяборки сектора ТО, блок для получения аналогового сигнала сектора, преобразователь аналог — цифра, первый сумматор, второй олок сектора и второй сумматор.

Известное устройство имеет сложную принципиальную схему, включающую в сеоя большое количество высокоточных резисторов и регулировочных элементов, что снижает надежность устройства, ухудшает эксплуатационные характеристики, увеличивает объем.

Кроме того, полученный в цифровой форме код угла не является числом в двоичной системе, если повышающий редуктор имеет передаточное отношение т, не равное целой степеничисла 2". Указанный преобразователь имеет i =

1; 12 и 1 200 дискретных частей с ценой

<аждой части в 0,3, что требует дополнительных устройств для получения результата в ,двоичной системе счисления.

Принцип получения параллельного выходного кода в известном устройстве дополнительно усложняет схему пересчета в двоичную систему счисления при необходимости получения выходного кода в двоичной системе счисд ления.

Цель изобретения — повышение надежности работы и упрощение преобразователя.

Это достигается в ведением в преобразователь формирователя импульса начала отсче10 та, преобразователя напряжение — число импульсов, блока умножения на коэффициент, дешифратора и реверсивного счетчика, причем первый вход реверсивного счетчика соединен с первым выходом формирователя импульса начала отсчета, второй вход — с выходом блока умножения на коэффициент, третий вход— с первым входом формирователя импульса начала отсчета и с выходом дешифратора, входы которого соединены соответственно с пер20 вым и вторым выходами преобразователя напряжения — число импульсов, первый вход которого объединен с вторым входом формирователя импульса начала отсчета и подключен к источнику опорного напряжения, а вто25 рой, третий и четвертый входы — к соответствующим выходам сельсин-датчика точного отсчста, третий выход соединен с перовым входом блока умножения на коэффициент, вто рой вход которого соединен с вторым выхо30 дом формирователя импульса начала отсчета, 519747

65 третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами сельсин-датчика грубого отсчета.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого двухотсчетного преобразователя угол — код; на фиг. 2 — огибающие первичных напряжений.

Преобразователь включает в себя сельсиндатчики 1 и 2,грубого (ГО) и точного (ТО) отсчетов, связанные между собой механическим редуктором 3, формирователь 4 импульса начала отсчета,,преобразователь 5 напряжение — число импульсов, блок 6 умножения на коэффициент, дешифратор 7 и реверсивный счетчик 8.

Две фазы сельсин-датчика ГО 1 линиями 9 и 10 соединены с формирователем 4 импульса начала отсчета, а три фазы сельсин-датчика ТО 2 линиями 11, 12 и 13 соединены с входом преобразователя 5. С клеммы F14 опорное напряжение U, ïîäêëþ÷àåòñÿ линиями 15 к сельсин-датчику ГО 1, сельсин-датчику ТО 2, формирователю 4 импульса начала отсчета и преобразователю 5. Один из выходов дешифратора 7 линией 16 связан с входом формирователя 4 импульса начала отсчета и реверсивным счетчиком 8.

Выходы формирователя 4 импульса начала отсчета линиями 17 и 18 связаны с блоком 6 умножения на коэффициент и реверсивным счетчиком 8. Один из выходов преобразователя 5 связан линией 19 с блоком 6 умножения на коэффициент, два других выхода линиями

20 и 21 связаны с дешифратором 7.

Выход блока 6 умножения на коэ ффициент линией 22 связан с входом реверсивного счетчика 8. С выходов 23 реверсивного, счетчика 8 снимается двоичный код угла поворота вала.

Сельсин-датчики 1 и 2, связанные между собой механическим редуктором 3, преобразуют угол поворота вала в электрический эквивалент, которым является трехфазное напряжение сельсинов ГО и ТО, модулированное по амплитуде по закону синуса угла поворота.

Формирователь 4 импульса начала отсчета преобразует две фазы напряжений сельсиндатчика ГО 1 в импульс начала отсчета.

Преобразователь 5 преобразует три фазы напряжений сельсин-датчика ТО 2 в число-импульсный код и вырабатывает логические сигналы для определения направления вращения.

Блок 6 умножения на коэффициент осуществляет умножение числа импульсов на соответствующий коэффициент, определяемый коэффициентом передачи механического редуктора 3.

Дешифратор 7 определяет направление вращения сельсин-датчиков 1, 2 и в соответствии с этим осуществляет управление реверсивным счетчиком 8 и формирователем 4 импульса начала отсчета.

Реверсивный счетчик 8 осуществляет прямой или обратный счет числа импульсов в за5

60 висимости от направления изменения угла поворота вала.

Сельсин-датчики ГО и ТО связаны между собой механическим редуктором с передаточным отношением i.

Преобразователь работает следующим образомм.

Положение угла поворота вала задается тремя переменными напряжениями сельсин-датчиков ГО и ТО, связанных передаточным отношением, например, 1: 36, сдвинутыми друг относительно друга на 120 и модулированными по амплитуде по закону синуса угла по-, ворота вала в каждом отсчете. В предлагаемом устройстве эти напряжения преобразуются в напряжения, являющиеся огибающими переменных напряжений.

На фиг. 2 приведены эти огибающие для канала ТО. Как видно из фиг. 2, по огибающим за один оборот вала могут быть определены

12 вспомогательных точек, которые делят полный оборот вала на 12 секторов. С учетом приведенного выше передаточного отношения один оборот точного отсчета осуществляется

360 за = 10 оборота грубого отсчета, та36 ким образом обеспечивая в каждом секторе

== 50

Каждый сектор представляет собой отрезок линейно- падающего или линейно-нарастающего напряжения, изменяющийся в пределах угла +-50 от точки пересечения соответствующих огибающих. А так как функция з1пк практически (с точностью 2 ) линейна при изменении аргумента сс в пределах 0—

50 в каждом из 12-ти секторов, то имеет место прямо пропорциональная зависимость между величиной напряжения огибающей и углом и ТО.

Таким образом, в каждом секторе для ТО выполняется соотношение /U — и, которое может преобразовываться аналого-цифровым преобразователем в число-импульсный код с

50 .2" точность до

100%

Таким образом, отрезок в 50 можно раз50 бить на число n (= 50.

1/

Пусть, например, преобразователь напряжение — число импульсов обеспечивает деление каждого 50 сектора на 10. Тогда за один оборот вала в 360 ГО будет иметь место

12>(10 (36=4320 импульсов, что отличается от 12-ти разрядного двоичного числа на коэф2" — 1 2 "- — 1 4095

4320 — 1 4320 — 1 4319 фициент

Таким образом, число импульсов преобразовывается в двоичный код угла с помощью

4319 умножения его на коэффициент, равный

Начало отсчета (нулевое положение) опре519747 дсляется аналогичным преобразованием двух фаз ГО в их огибающую и моментом перехода этой огибающей через нуль.

Определение момента выдачи импульса начала отсчета в зависимости от направления вращения вала управляется (линия 16) дешифратором 7. Например, в случае прямого направления вращения импульс начала отсчета определяется при переходе огибающей через нуль от отрицательного напряжения к 10 положительному, а в случае обратного направления вращения — от положительного напряжения к отрицательному.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. 15

В момент перехода огибающей ГО через нуль формирователем 4 вырабатывается импульс начала отсчета, который по линии 18 поступает на реверсивный счетчик 8 и устанавливает его разряды,в нуль. Одновременно 20 разрешающий потенциал по линии 17 поступает в блок 6 умножения на коэффициент, подготавливая блок умножения к работе.

Трехфазные напряжения сельсин-датчика

TO 2 по линиям 11, 12 и 13 поступают на преобразователь 5 напряжений, где с учетом опорного напряжения U, (ëèíèÿ 15) осуществляется выделение огибающих из модулированных сигналов сельсин-датчика, выделение 12 секторов (см. фиг. 2) и преобразова- 30 ние этих напряжений в число импульсов.

По линии 20 на дешифратор 7 поступает знак приращения аналого-цифрового преобразования внутрисекторного напряжения, а по линии 21 — логический сигнал номера секто- 35 ра, с помощью которых дешифратор 7 определяет направление вращения и по линии 1 6 производит управление формирователем 4импульса начала отсчета и реверсивным счетчиком 8. Для выдачи числа импульсов другой 40 выход преобразователя 5 напряжений соединен линией 19 с блоком 6 умножения на коэффициент. б

Блок умножения 6 работает таким образом, что нс пропускает на выходную линию 21 сначала каждый 20-й, а затем каждый 513-й

pìïóëüñû, обеспечивая тем самым поступление на вход реверсивного счетчика 8 4096 импульсов, что соответствует, таким образом, 12-ти разрядам кода угла в двоичной системе счисления.

Формула изобретения

Двухотсчетный преобразователь угол — код, содержащий сельсин-датчики грубого и точного отсчетов, механически связанные между собой редуктором и соединенные с источником опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения устройства, в него введены формирователь импульса начала отсчета, преобразователь напряжения — число импульсов, блок умножения на коэффициент, дешифратор и реверсивный счетчик, причем первый вход реверсивного счетчика соединен с первым выходом формирователя импульса начала отсчета, второй вход — с выходом блока умножения на коэффицинт, третий вход— с первым входом формирователя импульса начала отсчета и с выходом дешифратора, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя напряжение — число импульсов, первый вход которого объединен с вторым входом формирователя импульса начала отсчета и подключен к источнику опорного напряжения, а второй, третий и четвертый входы — к соответствующим выходам сельсин-датчика точного отсчета, третий выход соединен с первым входом блока умножения на коэффициент, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульса начала отсчета, третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами сельсин-датчика грубого отсчета.

519747

Составитель И. Назаркина

Редактор Н. Батурина Техред 3. Тараненко Корректор Е. Митрофанова

Заказ 2073/17 Изд. № 1488 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2