Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/04 

ад

ч1

X

;о

со

СП Изобретение относится к автомати ке и измерительной технике, а именн к устройствам преобразования угла поворота вала в цифровой код угла с синусно-косинусными вращакицимися трансформаторами (СКВТ), работаквдими в амплитудном режиме, Функционал ными потенциометрами или другими да чиками, в которых информация об угл представлена в виде двух квсщратур ных гармонических составляквдих. Известен преобразователь угла по ворота вала СКВТ в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся тран Форматор, соединенный с определителем октантов и аналоговым коммутатором, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с мультиплексором, йыход определителя октан тов соединен с входами аналогового коммутатора и формирователем коне-. тант, выход которого соединен с мультиплексором, с первым сумматором и с вторым сумматором, выход мультиплексора соединен с третьим сумматором, выход первого сумматора соединен с третьим сумматором, блок управления, соединенный с первым н вторым дешифратором ij. Недостатком данного преобразователя является сравнительно большое время преобразования, что приводит к увеличению динамической ошибки преобразователя при больших углов.ых скоростях ,вращения вала СКВТ. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора и аналогоцифрового преобразователя (АЦП), регистр хранения кода, инверторы, соединенные с вторым коммутатором, выходы которого соединены с утройством сравнения и через делитель с преобразователем код-напряжение, выход которого соединен с устройством сравнения, выход которого doeдинeн с регистром октантов и регистром управления, фазирующий формирователь соединенный через распределитель со вторым коммутатором, регистром управления, регистром октантов и устройством сравнения {2J . Недостатками известного преобразователя являются наличие методической ошибки реализации приближенной зависимости, которая может дости- ч гать 2,3. также необходимость специальной разработки резистивного делителя напряжения и сложность преобразов ателя. Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора, аналогоцифровой преобразователь и регистр хранения кода, введеныпостоянное запоминающее устройство, определитель октантов и блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы аналогового коммутатора соединены е входами ана-лого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистра хранения кода, выходы синусно-косинусного вращанлцегося трансформатора соединены с входами определителя октантов, выход которого соединен с управляющим входом аналогового коммутатора, с вторым входом блока элементов ИСКЛЮ- УЧАЩЕЕ или и с вторым входом регистра хранения кода. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 диаграммы, пояснякнцие его работу; на фиг. 3 и 4 - передаточные, характеристики АЦП и ПЗУ. Преобразователь содержит синуснокосннусный вращающийся трансформатор I (СКВТ) , определитель 2 октантов р аналоговвлй коммутатор 3, аналого-цифро1Юй преобразователь 4 (АЦЦ) , постоянное запоминакщее устройство 5 (ПЗУ) , блок 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, регистр 7 хранения кода. Преобразователь работает следующим образом,,. Напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворотаci, сразниваются с нулевьгм уровнем напряжения и между собой, в результате чего определяется номер октанта, в котором находится угол оС. Первым принят октант, в sfnoijO, cqsci O, а sino и cpset; увеличение HOMejJa бктанта против часовой стрелки. По известному номеру октанта определяются сигналы, пропорциональные синусу и косинусу угла , приведенного в первый октант, по следующим выражениям 5 и 8 окв 1, 4, sin / (siaei) COSf (COS)C) тантах; 6 и 7 окв 2, 3, Sinfi (COSe(.) COS/ (sinot) тантах. nyfeM линейного аналого-цифрового преобразования определяется код тангенса угла |J , при этом в качестве опорного сигнала в АЦП 4 используется сигнал, пропорциональный cos 5, а в качестве измеряемого sin / , Далее поступает на вход ПЗУ 5, которое осуществляет функцио- нальное преобразование входной величины и формирует на выходе код угла |3 . Код угла./ поступает на вход яблока б элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого управляется младшим разрядом кода октантов. Таким образом, в нечетных октантах, когда младший разряд кода октантов равен нулю, на выход блока 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ проходит прямой код угла/3 , а в четных октантах, когда младший разряд кода октантов равен единице, на выходе блока 6 формируется инверсный код , ДОПОЛНЯЮЩИЙ угол |1 до величиныif/4 , т.е. равный (1 /4-|1) . С выхода блока 6 код угла или rt/4-|) подается на вход регистра 7 хранения кода, на другой вход которого с определителя 2 октантов поступает код октантов. В результате суммирования кодов на выходе регистра 7 хранения кода формируется код угла oi .

Применение предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипсм обеспечивает более, чем в 2 раза повышение точности при одновременном упрощении его схемного построения. Снижение инструментальной составляющей ошибки за счет исклю5 чения дополнительного гфеобразователя код-напряжение дает увеличение точности не менее, чем в два раза, а исключение методической составляющей ошибки, например, для 12 разряд0 ного.преобразователя позволяет повысить точность еще на 30%.

Исключение по сравнению с прототипом высокоточного резистивного дели5 теля с нестандартным соотношением плеч, т.е. требующего специальной разработки и прецизионной подгонки при изготовлении, .упрощает устройство. Кроме того, построение преобра0 зователя предусматривает применение только стандартных интегральных микросхем, что снижает стоимость преобразователя.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий синуснокосинусный вращающийся трансформатор, выходы которого соединены с входами аналогового коммутатора, аналого-цифровой преобразователь и регистр хранения кода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, в него введены постоянное запоминагацее устройство, определитель октантов и блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ВЫХОДЫ аналогового коммутатора соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с первых входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистра хранения кода, выходы синусно-косинусного вращающего трансформатора соединены с входами определителя октантов, выход которого соединен с. управляющим входом аналогового коммутатора, с вторым « входом блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ (Л ИЛИ и с вторым входом регистра хранения кода.