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

Изобретение относитск к измерительной технике, а именно к устройствам дискретных датчиков углар и может быть использовано в точном приборо строении. Известен преобразователь угла поворота, вала в код, содержащий синусно-косинусный вращаюпщйся трансформатор (СКВТ), выход которог соединен через усилитель с первым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с управляю цими входами первого и второго ключей и с входом генератора переменной частоты, выход которого соединен с входами первого и второг ключей, выходь которых соединены с входами реверсивного счетчика, выхо которого соединен с входом функционального преобразователя код-напря жение, выходы которого соединены с синусной и косинусной дбмотками сквт tn. Недостатком такого преобразовате ля является низкая разрешающая способность э определяемая квантом функ ционального преобразователя код-напряжение. Наиболее близким к пррдагаеыаму является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источни питания, соединенный ,с входом фазовращателя, выходы которого со единен через фазосдвигающую цепь с первыми входами компараторов, вторые входы которых соединены с общей шиной, а вьЕсо.ды -- с входами блока преобразования интервала времени в код С2 . Недостатком известного преобразо вателя являетс;я низкая разрешающая способность, ограничения разрешающе способностью блока преобразования интервала времени в код. Цель изобретения - повышение разрешающей способности преобразова теля угла поворота вала в код. Поставленная цель достигается те что в преобразователь угла поворота вала в-код, содержащий источник пит ния, соединенный с входом фазовраща уеля, выход которого сое,динен с информационным входом фазосдвигающей цепи, первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с общей пшной, выхо.цы - с входами блока преобразования интервала временя в код, а второй вход первого компаратора соединен с выходом фазосдвигающей цепи,, введены сумматор и генератор, а фазосдвигаюа ая цепь выполнена управляемой, выход генератора соединен с управляющим входом фазо сдвигающей цепи, выход источника питания соединен с вторым входом второго компаратора, выходы блока преобразования интервала времени в код соединены с входами сумматора. На фиг 1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, Преобразователь угла поворота вала в код содержит фазовращатель 1 , управляемую фазосдвигающую цепь 2, генератор 3, компараторы 4 и 5 блок 6 преобразования интервала времени в код, сумматор 7 и источник 8 питания. На фиг. 2 изображены графики изменения сдвига фазы синусоидального напряжения с выхода фазосдвигающей цепи 2 относительно опорного напряжения 5J при различных значениях измеряемого угла Чд (положения А, Б, В); линий соседних уровней квантования блока 6 преобразования интервала времени в код (i) и (i+1); моменты времени 1, 2, считывания кодов блоком 6 и суммирования этих кодов в сумматоре 7 в течение периода TQ управляющего периодического сигнала ; а также величина Д цены единицы младшего разряда блока 6 преобразования интервала времени в код. Преобразователь работает следующим образом.- . Генератор 3 формирует периодические сигналы треугольной формы, , подаюпд-геся на управляющий вход фазосдвигающей цепи 2, под действием которых она обеспечивает дополнительный фазовый сдвиг синусоидального напряжения с выхода фазовращателя 1 на угол 5 равный единице младшего разряда блока 6 с периодом, в течение которого происходит 2 циклов преобразования в этом блоке. На протяжении периода TQ управляющего сигнала на вход сумматора 7 из блока 6 поступают 2 кодов угла, измеренного с дискретностью и , сумму которых сумматор накапливает. Так как из-за наличия периодического фазового сдвига фаза напряжения на первом входе компаратора 5 непрерывно меняется, то в течении части периода выдается код (I) (фиг, 2, 3 положение Б, участки а-б, г- д), а в течение оставшейся части периода код (i+1) (фиг. 2,положение Б, участ ки б-в, в-г), Значение суммы кодов (i) и (i+l) за период Тд определяется сдвигом фазы - , пропорциональным измеряемому углу. Значение суммы кодов с дискретностью л имеет на 01 значащих разрядов больше, чем код на выходе блока 6. Рассматривая полученную сумму как оценку измеряемого угла, находят, что путем наложения на основной фазовый сдвиг дополнительного периодического фазового сдвига и суммирования кодов за период угол измеряется с дискретностью д, меньшей дискретности и блоков 6 в , т.е. Л J /2 Получение dyMNOJ кодов за период Т- не имеет смысла (в части уменьшения погрешности от дискретности) 024 без введения дополнительного периодического фазового сдвига, так как в этом случае суммируются одни и те же коды в течение всего периода и сумма представляет просто увеличенный в 2 раз код блока 6, а m дополнительных значащих разрядов содержат нули. Кроме того, осреднение кодов за период позволяет уменьпшть шумовую составляющую в коде блока 6, так как шум имеет нулевае среднее значение. Повышение точности измерения угла с помощью предлагаемого преобразователя расширяет область его использования, заменяя в ряде случаев измерение угла с помощью высокоточных оптических средств (теодолитов), обслуживаемых оператором, и позволяет автоматизировать процесс высокоточного измерения угла.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий источник питания, соединенный с входом фазовращателя, выход которого соединен с информационным входом фазосдвигакгщей цепи, первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с общей шиной, выходи - с входами блока преобразования интервала времени в код, а второй вход первого компаратора соединен с выходом фазосдвигающей цепи, о тличающий ся. тем, что, с целью повьшения его разрешающей способности, в него введены суьматор и генератор, а фазосдвигакяцая цепь выполнена управляемой, выход генератора соединен с управляющим входом фазосдвигаюцей цепи, ВЫХОДисточника питания соединен с вторым входом второго компаратора, выходы блока преобразования (Л интервала времени в код соедине с входами сумматора. ;о

/i//

V.JJ.y

..

г.