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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

По основному авт.св. 826385, известен преобразователь угла поворота вала в од, содержащий входной коммутатор, входы которого соединены с выходньо«1 обмотками синусно-косинусных вращанадихся трансформаторов (СКВТ) и выходЪм адресного устройства ЦВМ, а ВЫХОДЫ)- с входами первого синусного и первого косинусного инвертирующих усилителей, последовательно соединенных соответственно с вторым синусным и вторым косинусным инвертирующими усилителями, выход каждого инвертирующего усилителя соединен с соответствуквдим входом коммутатора октантов, регистр октантов, первый выход которого соединен с управлянлцим входом кс 1мутатора октантов, преобразователь напряжение - код (ИНК), содержащий сравнивающее устройство, преобразователь код - напряжение (ПКН) и регистр управления, причем прямой вход сравнивающего устройства соединен с синусным выходом коммутатора октантов, а инверсный вход соединен с выходом преобразователя код - напряжение, вы-; ход сравнивающего устройства соединен с сигнальными входами регистра октантов и регистра управления, первые входы которого соединены с управлякяди11Ш входами преобразователя кодна пряжение, распределитель тактовых

10 сигналов, один выход которого соединен с тактовым входом коммутатора октантов, а другой - с тактовыми входами регистра управления, регистра октантов и сравнивающего устрой15ства, выход распределителя тактовых сигналов сзэединен с выходе фазирую;щего формирователя, регистр хранения кода,один вход которого соединение вторым выходом регистра октантов, .

20 другой - с вторым выходом регистра управления, дополнительный линейный преобразователь код - напряжение, ансшоговый вход которого соединен с синусным выходом коммутатора октан25тов и ПРЯМШ4 входом сравнивающего устройства; а управляющие входы соединены с управляющими входами преобразователя код - напряжение и первыми выходами регистра управле30ния, и резистивный делитель напряжения, состоящий из двух последовател но соединенных резисторов, причем средняя точка делителя напряжения соединена с входом преобразователя -код - .напряжение, один выходДелителя нлпряжения соединен с косинусHLJM выходом коммутатора октантов, а другой - с выходом дополнительного линейного преобразователя код напряжение LljНедостатком известного преобразо вателя является значительная методическая погрешнЪсть. Цель изобретения - повышение точ ности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены второй дополнительный преобразователь код напряжение и токоограничивайщий эле мент, выводы которого подключены соответственно к средней точке дели теля напряжения и выходу второго до полнительного преобразователя код напряжение, один вход второго допол тельного преобразователя код - напр жение подключен к выходу дополнител ного преобразователя код - напряжен а другие входы подключены к .выходам регистра управления. На чертеже представлена струкТурйая схема преобразователя. Преобразователь содержит синуснокосинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) 1, выходы которых соед1 нены с входами коммутатора 2 каналов, управляющий вход которого соединен с выходом адресного устройства 3. Синусный выход коммутатора 2 каналов соединен с последовательно включенными синусными инвертирующими усилителями 4, а конусный - с последовательно включенными конусными инвертирующими усилителями 5. Выходы усилителей 4 и 5 соединены с входами коммутатора 6 октантов, управлякхций вход которого соединен с выходом регистра 7 октантов, синусный выход коммутатора 6 соединен с прямым входом сравнивающего устройства 8 преобразователя 9 напряжение - код, а косинусный выход соединен с одним выводом резистивного делителя 10 напряжения. Вход регистра 7 октантов соединен с выходом сравниванвдего устройства 8-, а выход - с входом регистра 11 хранения кода. Средняя точка делителя 10 напряжения соединена с входом преобразователя кода в напряжение (ПКН) 12, выход которого подсоединен к инверсному входу сравнивающего устройства 8, а управляющие входы (по числу разрядов кода ПКН 12) соединены с выходами регистра 13 управления. Синусный выход KON MyTaTopa 6 октантов соединен с входом дополнительного ПКН 14, выход которого подсоединен к другому выводу делителя 10 напряжения, а управляющие входы ПКЧ 14 соединены с управляющими входами ПКН 12.Управляющие выходы распределителя 15 тактовых сигналов соединены с входами коммутатора 6 октантов, регистра 13 управления, сравнивающего устройства 8 и регистра 7 октантов.Вход распределителя 15 тактовых сигнгшов соединен с выходом фазирующего формирователя 16.. Выход регистра 13 управления соединен с входом регистра 11 хранения кода. Один вход второго дополнительного ПКН 17 подключен к выходу ПКН 14, другие входы подключены к выходам регистра 13 управлёния,а. выход ПКН 17 через токо- .ограничивающий элемент 18 подключен к средней точке делителя 10. Преобразователь работает следующим образом. Последоветельность работы -преоб-, разователя в цикле преобразования задается распределителем 15 тактовых сигналов, который запускается фазирующим формирователем 16 и управляет работой комг утатора 6 октантов, регистра 7 октантов,сравнивагсщего устройства 8 и регистра 13 управления. На выходе коммутатора 2 воспроизводятся синусные и косинусные напряжениятого СКВТ, адрес которого поступает из адресного устройства 3. После прохрждения через усилители 4 и 5 эти напряжения поступают на коммутатор 6 октантов.При этом дважды инвертируемые синусные и косинусные напряжения через коммутатор 6 октантов последовательно во времени подсоединяются к прямому входу сравнивающего устройства 8. В результате сравнения с нулевым уровнем, подаваемым на инверсный вход устройства 8, определяются знаки фаз синусного и косинусного напряжений, т.е. производится выбор квадранта и формируется значение первых двух старших разрядов выходного кода. После этого производится выбор октанта, для чего используются синусное и косинусное напряжения, приведенные к положительной фазе, что достигается соответствующей коммутацией инвертированных и неинвертированных напряжений в коммутаторе б октантов, который управляется регистром 7 октантов и распределителем 15 тактовых сигналов. Сравнение напряжений происходит в сравнивающем устройстве 8 при подаче синусного напряжения на прямой вход, а косинусного напряжения на инверсньй вход через делитель 10 и линейный ПКН 12 при полном значении кода . В результате этой операции в регистре 7 октантов формируется код номера октанта код трех старших разрядов), а на выходах коммутатора 6 октантов воепроизводятся два напряжения, причем одно из них соответствует синусу пер вого октанта (синусное), а второе косинусу первого октанта (косинусное) . Эти напряжения имеют положительную фазу, и синусное напряжение всегда меныяе косинусного. Последующее преобразование п4)оисходнт в замкнутой системе преобразователя 9 напряжения в код, который построен по методу поразрядного уравновешивания и в качестве элемента обратной связи имеет линейные ПКН 12, 14 и 17, соединенные с регистром 13 управ ления, в котором формируется код N угла в пределах октанта. При этом роль преобразуемого играет напряжение , снимаемое сосинусного выхода коммутатора октантов, а опорное напряжение формируется в точке соединения элемента 18 с делителем 10 В преобразователе реализуется следующая приближенная зависимость

sin ct N(aCosoL+bN sinci

+ cN sinoL).

.

обеспечивающая методаческую ошибку по углу не более .+15, что составляет 0,0012% от угла 360 при значениях коэффициентов: а « 0,786 b 0,195 с 1-а-Ь 0,019. Из приведенной зависимости следуе что опорное Напряжение должно соответствовать значению

-;.,

- ,

а cosoL- - b N sinot- - с N sinot.

Для получения произведения N sineL используется дополнительный линеййый ПКН 14, для получения произведения N sin of. в устройство введён второй дополнительный лилейный ПКН . 17, вход которого соединен с выходом линейного ПКН 14. Умйожение koсинусного напряжения на постояйный коэффициент а, напряжения, пропорционального N sin«i-, на посфбяннйй г коэффициент b и напряжения/пропорционального N sinct , на пос-Гоянный коэффициент с производится с помощью резисторов, входящих в де- литель 10 напряжения и элемента 18 выполненного в виде резистора,причем

сопротивление резистора 18 во/С 41,368 раза больше сопротивления резистора делителя 10, подсоединенного к коммутатору 6 октантов и в Ь/С 10,263 раза больше сопротивле5 ния другого резистора делителя 10. Напряжение в средней точке резистивного делителя, равное сумме полученных произведений, подается в качестве опорного на вход линейного

to ПКН 12. В конце цикла преобразования напряжение обратной связи, равное опорному, умноженному на значение кода N, сравняется с преображу- eivdM синусньо« напряжением, а код Т4,

s сформированный в регистре 13 управления , получается эквивалентным, углу диапазоне первого октанта. С вы.хода регистра 13 управления код угла, приведенного к первому октанту N, поQ дается на вход регистра 11 хранения кода,на другой вход которого из реги- ; стра 7 октантов подается код номера ок;танта,В результате простого суммирования этих кодов получается полный

5 выходной код преобразуемого угла поворота, поступающий далее в ЦВМ.

Использование преобразователя позволяет повысить точность измерения угла за счет уменьшения методической погрешности.

0

1юрмула изобретения

Преобразователь угла поворота вала JB код по авт.ев, 826385, о т л и 35 а ю щ и и с я тем, что, с целью

повышения точности преобразователя

в него введены второй дополнительны преобразователь кода в напряжение и токоограничивающий элемент, вывод

.- которого подключены соответственно

к средней точке делителя напряжения и выходу второго дополнительного . преобразователя кода в напряжение, один вход второго дополнительного преобразователя кода в напряжение

45 подключен к выходу дополнительного преобразователя кода в напряжение, а другие, входы подключены к выходам регистра управления.

Источники информации, . .

50 принятые во внимание при экспертизе : 1, Авторское свидетельство СССР 826385, КЛ. G 08 С 9/04, 1979.

1 UHlfffttHi $Ш& -Ог1 I-j Ki uHiffHtitt frfl UffwaSfHJi fyfx.