ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Российский патент 2005 года по МПК H03M1/64 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный трансформаторный датчик, селектор октантов, суммирующие масштабные усилители, линейные множительные устройства, суммирующий блок, масштабные устройства, компаратор, регистр и блок управления (см. а.с. СССР №416717, Кл. G 08 C 9/00, 1972 г.).

Недостатком преобразователя является его сложность и невысокая точность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь угла поворота вала в код, принятый за прототип и содержащий (см. а.с. СССР №481929, Кл. G 08 C 9/04, 1975 г.) синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам первого и второго интеграторов непосредственно и через попарно соединенные пороговые элементы - ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжений в код и к управляющим входам первого и второго интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжений в код, выходы которого являются выходами преобразователя.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность, обусловленная погрешностью за счет падения напряжения на проводах в случаях длинных связей между синусно-косинусными трансформаторными датчиками и непосредственно преобразователем.

Цель изобретения - повышение точностных характеристик преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, первый и второй выходы которого через попарно соединенные пороговые элементы подключены ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжений в код и к управляющим входам первого и второго интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжений в код, выходы которого являются выходами преобразователя, введены инвертор, первый и второй суммирующие усилители и счетчик, вход которого подключен к выходу блока запуска и остановки интеграторов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, первые входы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора, вторые входы объединены и через инвертор подключены к общей шине синусно-косинусных трансформаторных датчиков, а выходы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно ко входам первого и второго интеграторов.

Структурная схема преобразователя угла поворота вала в код приведена на чертеже.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусные трансформаторные датчики 1, коммутатор 2, инвертор 3, первый 4 и второй 5 суммирующие усилители, первый 6 и второй 7 интеграторы, функциональный преобразователь 8 отношения напряжений в код, пороговые элементы 9 и 10, элемент 4И-НЕ 11, блок 12 запуска и остановки интеграторов и счетчик 13.

Выходы синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1 соединены со входами коммутатора 2, первый и второй выходы коммутатора 2 соединены соответственно с первыми входами первого 4 и второго 5 суммирующих усилителей непосредственно и через попарно соединенные пороговые элементы 9 и 10 со входами элемента 4И-НЕ 11, выход элемента 4И-НЕ 11 соединен со входом блока 12 запуска и остановки интеграторов, выход блока 12 запуска и остановки интеграторов соединен с управляющим входом функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код, с управляющими входами первого 6 и второго 7 интеграторов и со входом счетчика 13, выход счетчика 13 соединен с управляющим входом коммутатора 2, вторые входы первого 4 и второго 5 суммирующих усилителей объединены и через инвертор 3 соединены с общей шиной синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1, выходы первого 4 и второго 5 суммирующих усилителей соединены соответственно со входами первого 6 и второго 7 интеграторов, выходы первого 6 и второго 7 интеграторов соединены со входами функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код, выходы функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код являются выходами преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Напряжения с выходов синусно-косинусных трансформаторных датчиков 1, пропорциональные sin αi и cos αi, через коммутатор 2, согласно выбранному счетчиком 13 адресу, соответствующему определенному входному параметру, последовательно во времени поступают на первые входы первого 4 и второго 5 суммирующих усилителей, на вторые входы которых через инвертор 3, с коэффициентом передачи, равным единице, поступает инверсное значение напряжения ΔU, равное по величине, но противоположное по фазе падению напряжения на длинных проводах между синусно-косинусными трансформаторными датчиками 1 и непосредственно преобразователем. Первый 4 и второй 5 суммирующие усилители суммируют напряжения, поступающие на их входы, причем если на их первых входах присутствует напряжение, соответствующее положительной полуволне сигнальных напряжений, - ΔU прибавляется к величине сигнальных напряжений, а если на их первых входах присутствует напряжение, соответствующее отрицательной полуволне сигнальных напряжений, - ΔU вычитается из величины сигнальных напряжений. Напряжения с выходов первого 4 и второго 5 суммирующих усилителей поступают соответственно на входы первого 6 и второго 7 интеграторов, которые интегрируют входные напряжения в течение половины периода сигнальных напряжений, что обеспечивается пороговыми элементами 9 и 10, настроенными попарно на положительные и отрицательные пороговые напряжения, элементом 4И-НЕ 11 и блоком 12 запуска и остановки интеграторов и тем самым позволяет исключить ошибку от квадратурной составляющей и высших гармоник, кратных двум. Напряжения с выходов первого 6 и второго 7 интеграторов, пропорциональные sin αi и cos αi, поступают на соответствующие входы функционального преобразователя 8 отношения напряжений в код, который преобразует их в код угла Nαi.

Таким образом, введение в преобразователь угла поворота вала в код инвертора, первого и второго суммирующих усилителей и счетчика позволяет скомпенсировать погрешность, обусловленную падением напряжения на проводах в случаях длинных связей между синусно-косинусными трансформаторными датчиками и непосредственно преобразователем и тем самым повысить точностные характеристики преобразователя.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано в системах обработки данных. Техническим результатом является повышение точностных характеристик преобразователя. Технический результат достигается за счет того, что преобразователь содержит синусно-косинусные трансформаторные датчики, коммутатор, инвертор, два суммирующих усилителя, два интегратора, функциональный преобразователь отношения напряжений в код, пороговые элементы, элемент 4И-НЕ, блок запуска и остановки интеграторов, счетчик. 1 ил.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные трансформаторные датчики, выходы которых подключены ко входам коммутатора, первый и второй выходы которого через попарно соединенные пороговые элементы подключены ко входам элемента 4И-НЕ, выход которого подключен ко входу блока запуска и остановки интеграторов, выход которого подключен к управляющему входу функционального преобразователя отношения напряжений в код и к управляющим входам первого и второго интеграторов, выходы которых подключены ко входам функционального преобразователя отношения напряжений в код, выходы которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что в него введены инвертор, первый и второй суммирующие усилители и счетчик, вход которого подключен к выходу блока запуска и остановки интеграторов, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, первые входы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора, вторые входы объединены и через инвертор подключены к общей шине синусно-косинусных трансформаторных датчиков, а выходы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно ко входам первого и второго интеграторов.