Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/04 

мератора синусоидального двухфазного напряжения, второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока-управления, выходы блока управления соединены с соответствующими входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другими входами элементов И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен с входом генератора синусоидального двухфазного напряжения, введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика.

На фиг. 1 показана структурная схма преобразователя ; на фиг. 2 - временные диаграм№л, поясняющие его работу,

Преобразователь содержит фазовращатель 1I генератор 2 синусоидальног двухфазного напряжения, генератор 3 импульсов, блок 4 управления, переключатель 5, нуль-органы б и 7, элеменТы И 8-11, триггеры 12 и 13, счетчики 14,сумматор 15 и счетчик 16.

В первом положении переключателя 5 к нуль-органам б и 7 присоединен опорный выход генератора 2, во втором положении - соответствующие вторичны обмотки фазовращателя 1.

выход элемента И 8 присоединен к единичному входу триггера 12, а выход элемента И 9 присоединен к нулевому входу этого триггера.

Выход элемента И 10 присоединен к единичному входу триггера 13, а выход элемента И 11 - к нулевому входу этого триггера.Входы(Сбросов триггеров 12 и 13 соединены вместе и присоединены к блоку 4 управления.

Выход триггера 12 присоединен к управляющему входу и -разрядного счетчика 14, а выход триггера 13 - к управляющему входу п-разрядного счетчика 16.

Счетные входы счетчиков 14 и 16 соединены вместе и подключены к выходу генератора 3 импульсов. сбросов счетчиков соединены вместе и присоединены к блоку 4 управления.

Цикл кодирования угла занимает два периода выходного напряжения генератора 2. С этого генератора снимаются два синусоидальных напряжения Ид и

Hg, сдвинутые между собой по фазе на ЭО. Частота этих напряжений в 2 раза меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3.

Выходные напряжения И„ и Hg генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя 1. Фазы напряжений на вторичных синусной и косинусной обмотках фазовращателя зависят от угла поворота ротора фазовращателя. Напряжение, снимаемое с вторичной косиЧусной обмотки, опережает по фазе напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки, на 90°. Одно из выходных напряжений генератора 2 Иу принято за опорное и подано на блок 4 управления, на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов.

Блок управления может быть выполнен, например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжением Ид с точностью одного или нескольких периодов генератора 3 импульсов. На выходе блока 4 управления формируются сигнал переключения ИрСфиг. 2), сигнал включения опорных импульсов И|-, сигнал включения рабо. чих импульсов Ид и сигнал сброса Й.. Сигнал включения опорных им.пульсов Ир перекрывает по длительности момент положительного перехода через ноль опорного напряжения Ир). Сигнал Ир подается в начале первого периода опорного напряжения И-,. Сигнал Hg принимает состояние 1 по окончании сигнала Ир, и О по окончании сигнала Ид. Сигнал включения рабочих импульсов Кд перекрывает по длительности второй период опорного напряжения И. Перед сигналом включения опорных импульсов Ир подается импульс сброса счетчиков И. В исходном состоянии сигнал переключения И равен нулю и на входы нуль-органов 6 и 7 через переключатель 5 поступает опорное напряжение Ис.

В момент положительного перехода этого напряжения через ноль на выходе нуль--органов возникгиот импуль.сы, нaэывaё Ыe опорными. При совпадении этих импульсов с сигналом включения опорных импульсов на выходах элементов И 8 и 10 появляются импульсы И, и И соответственно, которые устанавливают триггеры 12 и 13 в состояние 1. При этом на управляю.щие входы счетчиков 14 и 16 поступают сигналы разрешения счета Ид и И, импульсы с генератора 3 импульсов начинают заполнять счетчики. В первом периоде опорного напряжения Ие( сигнал переключения Hg принимаетсостояние 1 ,и переключатель 5 переводится во вто рое положение, при котором к выходам нуль-органов подключаются соответствующие вторичные обмотки фазовраща. теля. Фазы Ч и 2 пряжений И и Ид измеренные относительно опорного напряжения И зависят от угла поворхэта ротора фазовращателя. В моменты положительного перехода через ноль напряжений вторичных обмоток фазовра щателя на выходах нуль-органов 6 и 7 возникают импульсы, называемые рабочмми. Временные сдвиги t и t этих импульсов относительно момента пере хода, через ноль опорного напряжения Hjj пропорциональны фазам Ч и Ц напряжения на вторичных обмотках фа зовращателя. При совпадении рабочих импульсов с сигналом включения рабо чих импульсов Ид на выходах элемент И 9 и 11 появляются импульсы Ид и И устанавливающие триггеры 12 и 13 в положение О соответственно. При этом на управляющих входах счетчиков 14 и 16 прекращаются сигналы разрешения счета и счет импульсов от генератора 3 импульсов счетчикам заканчивается. Коды в счетчиках 14 и 16, накопленные к этим моментам времени, пропорциональны временшлми интервалами t и t2 между опорными и рабочими импульсами, а следовательно, и .фазовым сдвигам Ч и напряжения вторичных обмоток. Код на вьоходе сумматора 15 после окончания кодирования пропорционален Ц 2 -j + 2 и соответственно углу поворота ротора фазовращателя . Таким образом, преобразователь. сохраняя все положительные качества прототипа, имеет преимущество - мен шую длительность цикла преобразования информации, составляющего только два периода опорного напряжения. Уменьшение времени преобразования по сравнению спрототипом получено путем одновременного преобразо вания информации от каждой из вторичных обмоток фазовращателя. В результате использования предлагаемого преобразователя для преобразования углов поворота ротора датчика типа СКВТ, расположенного на вращающемся валу, ошибки преобазования, связанные со скоростью ращения вала, уменьшены в два раза по сравнению с аналогичными ошибками, возникающими при использовании преобразователя-прототипа. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовргццатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращения подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена к одной из первичных обмоток фазовргидателя, другая первичная обмотка фазовращателя подключена к первому выходу генератора синусоидального двухфазного напряжения,, второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первыгд входом блока управления, выходы блока управления соединены с одншли входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходаа которого через нуль-органы соединены с другими входа1«ш элементов И, BHXojTjj которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов , выход которого соединен свходом генератора синусоидального двухфазного напряжения , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первтлн входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и BTOpbiM входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 594515, кл. 08 С 9/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР ( 486340, кл. Gi 08 С 9/04, 1973 ( прототип).

Фе/е,/