Преобразователь угла поворота вала в код
,,:1Р 10 „«+
1,!;!"1 I ll М
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ц 526934
Сон!а Советских
Социалистических
Республик
Ю (61) Дополнительное к aB . Ов !д-ьу (22) Заявлено 15.08.75 (21) 2163984/24 с присоединением заявки №
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30,08.76. Б!0.1лстень . Ъ 32 (53) УДК 681.325(088.8) Дата опубликования OIIIIcа:!Пя 13.09.76 (72) Авторы !
1зобретени5!
В. А. Драчук, А. В, Семигин и В. В. Смирнов (71) Заявит ль (54) ПРЕОБРАЗОВАП .ЛЬ УГЛА ИОВОРОТА ВАЛА В КОД
Изооретение относится к области aBToxlaTIIки и вычислительной техники и может быть использовано для сопряжения дат !иков и счетно-решающих элементов поворотного Tlina с цифровыми вычислительными устройствами и машинами различного назначения.
Известны преобразователи угла поворота вала в цифровой код, в том числе и преобразователи, в которых угловое положен: е вала посредством функциональных датчиков преобразуется в промежуточную аналоговую величину, например сдвиг фазы или напряжение, с последующим преобразованием последней в код углового положения вала. В качестве таких датчиков наиболее часто используются различные фазовращатели, и в перву10 очередь вращающиеся трансформаторы высокого класса точности, так как они достато iffo просты, обеспечивают высокую точность, надежны B рабсте, помсхоустой ивы, могут быть размещены на большом расстоянии от электронных блоков (1 и 2).
Однако такие преооразователи имеют невысокую точность.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угла поворота вала В код, содержащий пос,!сдовательно соединенные генератор, !г-разрядный двоичный счетчик, формирователь синусоидальных напряжений, фазовращатель и преобразователь угла в фазу, первый выход которого соединен с псрьым входом блока элементов «И», к второму входу которого подключен гг-разрядный двои шый счетчик, 3). .=этот преобразовате.lb практически не мо5 жет обеспечить высокую точность преобразования в условиях его повседневной эксплуатации, осооенно в тех случаях, когда постоянство внешних условий его работы не может быть создано по телl пли иным Оостояте;ibcT10 вам. 3TQ обусловлено по меньшей иере двумя причинами. Во-первы.;, "ûõîäíîé код угла преобразователя определяется ПO временному положен;по фазового импульса, вырабатызасмому В блоl е Выде. Iенпя If фор. !ИРОВания ф?115 зового импульса в момент перехода синусоидального напряжения с выхода фазовращателя от его отрицательных значений к положиТСЛЬНЫ.«I 1! ПОЭТОЗГУ КаК ВОЗППКПОВЕН1!Е ПСК ip 1aoBoÃo и а!п льса п1?иводит к дополните:.Iьному смещенгпо фазового импульса, а следовательно и I<1105IB;Icffafo ошибок преобразования. 25 Устранение причин Возникновения этих ошибок, особе1шо второй, технически сложно и может быть достпп1уTQ применением специальных высокостабильных элементов и значительного усложнения схемы преооразователя. 30 Во-вторых, вследствие того. НТо при вращении BxopHOI o Вала п1?еооразоватсля фазОВыи 526934 импульс смещается во времени непрерывно, а следовательно он может занимать любое положение относительно импульсов собственного генератора преобразователя, нестабильность длительности фазового импульса и импульсов генератора может приводить либо к потере импульсов съема кода угла со счетчика, либо к появлени?о двух (илн более) импульсов съема, что безусловно приводит к нарушению работы преобразователя и возникновению дополнительных ошибок. Стабилизация длительности фазового импульса и импульсов генератора существенно усложняет схему преобразователя. Цель изобретения -- повышение точности преобразователя, Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены блоки задержки, регистры, блок сравнения, блоки из и и и+1 элементов «И», первый вход блока из и элементов «И» подключен к выходу и-разрядного двоичного счетчика, а второй вход — к второму выходу преобразователя угла в фазу, который через первый блок задержки подкл?О1ен к первому входу блока и+1 элементов «И» и к второму блоку задержки, выход которого соединен с одним из входов регистров, выходы блоков из и и и+1 элементов «И» через регистры подключены к входам блока сравнения и к входам соответствующих разрядов сумматора, вход с1аршего разряда которого соединен с выходом блока сравнения, выход сумматора подключен к второму входу блока из и+1 элементов «И», Г1реобразователь угла в фазу выполнен в виде ограничителя-нормирователя, например, по схеме переключателя тока, триггера, входы которого соединены с прямым и инверсHbIM выходами ограничителя-нормирователя и через второй элемент задержки с выходом генератора; и двух элементов «И», входы которых соединены непосредственно и чере третий и четвертый элементы задержки с прямым и инверсным выходами триггера. На чертеже показана функциональная схема преобразователя. Схема преобразователя угла поворота вала в код содержит задающий генератор 1, и-разрядный двоичный счетчик 2, формир,ющий сигналы опорного цикла преобразователя и текущий код фазы этого цикла, формирователь 3 синусоидаль ibl>I напряжений запитки фазовращателя; фа .oçðàùàòåëü 4, преобразующий угол поворота Вала в сдвиг фазы синусоида1bного напряжения, преобразователь 5 угла в фазу, выполненный в виде ограничителя-нормирователя 6, триггера 7 с входной логикой, 1лементы 8, 9 и 10 задержки и двух элемен. тов «И» 11 и 12; блоки 13 и 14 из и элементов «И», осуществляющие съем кодов со счетчика 2 по фазовым импульсам преобразователя 5; регистры 15 и 16, хранящие результаты сьема на время вычисления выходного кода угла, сумматор 17, выполняющий вычисление выходного кода угла; блок сравнения 18 сравнивает старшис раз1)яды ВхОдных кОдОВ ci, ìматора; блок 19 из и+1 элементов «И» выдачи выходного кода преобразователя и блоки 20 и 21 задер>кки. Преобразователь работает следующим обpазОм. Импульсы задаю?цего генератора 1 непрерывно просчитываются двоичным и-разрядным счетчиком 2, который циклически изменяеT 10 свои состсяния от нуле,огo (начало цикла) До максимального, равного 2" — 1 (конец цикла). Б формирователе 3 синусоида Ibirblx. напряжений по прямоугольным импульсам старших разрядов счетчика 2 вырабатывается, 15) напр?1меp, посреДством фОрмирОВате;?я, система смещенных по фазе синусоидальных напря>кений запитки фазовращателя 4. Начальное поло>кение Входного вала преобразователя и положительное направление его "0 вращение выбраны так, что разность фаз между выходным напря>кением фазовращателя 4 при его представлении косиы соидальной функцисй и циклом работы счетчика 2 в точности равна величине угла поворота входного 25 вала преобразователя. При этом в момент прохождения выходным напряжением фазоВращатсля ??1 IOBoH фазы его цикла, т. с. своего максимального поло>кительного значения, код текущего состояния двоичного счетчика в 30 точности равен величине угла поворота входного вала преобразователя. Однако в предлагаемом преобразователе для повышения точности и стабильности его работы выходной код угла формируется не пу35 тем съема текущего кода с двоичного счетчика в момент прохождения выходным напря>кением фазовращателя нулевой фазы его цикла, как во всех известных преобразователях, а путем усреднения ды х кодов, снима40 емых с двоичного счетчика двумя фазовыми импульсами, расположенными симметрично от?Ioc?iTL;IbHo момента прохождения выходным напряжением фазоврашателя нулевой фазы цикла (в данном случае его максимального 45 значения) и формируемыми по началу и концу первичного фазового импульса, получаемого методом двухстороннего ограничения косинусоидального напряжения. При этом повышение точности и стабильности преобразовате50 ля обесг;ечивается тем, что как нестабильность , POB?iP?I Ol PB?i?ILrCHH?I ? ос «i Со i1аЛЬНОГО HBпряжения, так и его симметричные искажения (искажения, вызванные косинусоида Ibными высшими гармониками) приводят к 55 симметричному изменению поло>кения фазовых импульсов и снимаемых ими кодов, сохраняя их среднее значение постоянным. Двухстороннее oi ðàboi÷åíèå косинусоидального напряжения с выхода фазовращателя 4 60 с одновременным усилением и нормированием (приведением K единичному и нулевому уровням использованных в устройстве логических элементов) полученных при ограничении сигналов осуществляется в ограничителе-нор05 мирователе 6 преобразозателя 5 угла в фазу. Составитель И, Назаркина Редактор Т .Рыбалова Техред В. Рыбакова Корректор А. Галахова 3a к аз 2375/5 Изд. К 1б!1 1 ираж 864 Г!одпнсное ЦН11И11И Государстве>! ого ко>витеза Совета Министров СССР по дела и изобретен»и и открытий 113035, Москва, )К-35, Ра>шс»ая наб., д, 4,5 Типограф>:.н, иr>, Сапунова, 2
