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

Изобретение относится к автомати ке, вычислительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных и автоматических системах для преобразования угловых перемещений в цифровой код. Известен преобразователь угловых пepeмeщeiiий в код, содержащий синус но-косинусный датчик (СКД), первый выход которого соединен с первыми входами сумматора и блока вычитания а второй выход соединен через фазосдвигающий блок с вторыми входами сумматора и блока вычитания 1 . Недостатком известного преобразователя является наличие температурного дрейфа параметров при ограниченном диапазоне преобразования . угла поворота вала. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угловых пе ремещений в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временны интервалов в код и через делитель частоты с входом фазорасщепителн, в ходы которого соединены с входами СКД, выходы которого соединены чере первый фильтр обратной последовател ности и первый компаратор с вторым входом преобразователя временных ин тервалов в код, выходы фазорасщепителя соединены через второй фильтр обратной последовательности и второ компаратор с третьим входом преобразователя временных интервалов 2 Недостатком известного преобразователя является влияние на точность преобразования температурного дрейфа параметров цепей СКД и линии связи. Цель изобретения - повышение температурной стабильности преобразования . Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временных, интервалов в код и через первый делитель частоты с входом первого фазорасщепителя, первый выход которого соединен через первый компа ратор с вторым входом первого преобразователя временных интервалов в код, второй компаратор, выход которо го соединен с третьим входом первого преобразователя временных интервалов в код, синусно-косинусный датчик, введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый компараторы, суммирующий блок второй преобразователь временных интервалов в код, второй генератор, второй делитель частоты .и второй фазорасщёпитель, первый- выход которого соединен о первым входом первого сум матора и через третий компаратор - с первым входом второго преобразователя временных интервалов в код, второй выход второго фазорасщепителя соединен с первым входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с соответствующими входами синусно-косинусного датчика, первый выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом второго сумматора, один из выходов синусно-косинусного датчика соединен через интегратор с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, а другой выход синусно-косинусного датчика соединен с вторыми входами третьего и четвертого сумматоров, вы.ход третьего сумматора соединен с входом второго компаратора, выход четвертого сумматора соединен через четвертый компаратор с вторым входом второго преобразователя временных интервалов в код, выход второго г-енератора соединен с третьим входом преобразователя временных интервалов в код и через второй делитель частоты с входом второго фазорасщепителя, выходы первого и второго преобразователей временных интервалов в код соединены с входами суммирующего блока. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код. Преобразователь содержит генератор 1, делитель 2 частоты, фазорасщепитель 3, СКД 4, интегратор 5, сумматор 6, компараторы 7 и 8, преобразователь 9 временных интервалов в код, сумматоры 10, 11-и 12, компараторы 13 и 14, преобразователь 15 временных интервалов в код, генератор 16, делитель 17 частоты, фазорасщепитель 18, cy 1миpyющий блок 19. Преобразователь работает следующим образом. С помощью генератора 1/ делителя 2 частоты и фазорасщепителя 3 формируются квадратурные напряжения синусоидальной формы частоты W U Eco3COit-, и E5iviu,t. С помощью генератора 16, делителя 17 частоты (коэффициенты деления делителя 2 частоты и делителя 17 частоты выбираются одинаковыми) и фазорасщепителя 18 формируются квадратурные напряжения синусоидальной формы частоты Qg U g EcoecOjt I Ujg E-sincJat. В сумматоре 10 происходит сложение напряжений U и U,g , а в cyM-jj маторе 11 - вычитание Напряжений U j и Olg . Выходные напряжения этих сум маторов Е,(, EcoS(J,t +ЕсобЫ) „ - Е eitMj, i-Е siin (jj используются в качестве питающих для СКД 4. В результате на выходах СКД 4 будут напряжения (при услови близости М, и W) t.(to,.+ p,(u2t + «,+ p2)-, ,9in(,t-cC+p,VEI Tpi5i«(W2i-(,tf}2) Д 5 . угловое перемещение} Ктр,.,Ктр, и/,, коэффициенты трансформации и фазовые сдвиги, вносимые СКД и линией связи соответстве но на частотах w и (о ., После интегрирования напряжения 4 на выходе интегратора 5 получ ем следугацеё напряжение ,p;K(u,)6in{w,t-ot- p,V ((jj 6;nlu)2bot4fi), где К((о, , IC(WQ) - коэффициенты передачи интегратора 5 соответственно на частотах со и Ug . Далее в сумматоре б происходит сум мирование напряжений U5 .,, гдеК,,,(:(,д - коэффициенты передачи су матора .6 по одному и другому вхрдам При выполнении соотношения К (Oij) 1 ..г выходе сумматора 6 будет присутствовать напряжение частоты Ui 6 , 6.2l-5 Kt -o(. . В сумматоре 12 происходит вычита ние сигналов Uj и ,г .-г; гдеК,2,р.2 коэффициенты передачи сумматора 12 по одному и другому входам. При выполнении соотношения )-Х„ , к, 2 выходе сумматора 12 будет напряжение частоты 12 1рг1 2,,г,, + К,2 2,n((o-4t к-ч Сигналы Ll(, и и, через компараторы 7 и 13 подаются на входы преобразователей 9 и 15 временных интервалов, на другие входы которых подаются сигналы с выходов фазорасщепителей 3 и 18, через компараторы 8 и 14. Высокочастотные колебания генератора 1 и генератора 16 используются в качестве заполнякадих импульсов, причем выходной код преобразователя 9 временных интервалов пропорционален дополнению фазового сдвига меж- ду сигналами Ug и li до 360°, а выходной код преобразователя 15 временных интервалов в код пропорционален фазовому сдвигу междУ напряжением а и U,g . В результате на выходах преобразователей 9 и 15 временных интервалов в код будут коды М,о,-р,-, . После суммирования этих кодов в суммирующем блоке 19 .выходной код преобразователя примет выражение N,,-2w, + (ij-p2. Как видно из последнего выражения, величины .р, и характеризующие фазовые сдвиги, вносимые СКД 4 и линией связи, компенсируют друг друга (причем степень компенсации тем выше., чем ближе частоты со, и д, а их изменение носит второй порядок малости. Кроме того, в предлагаемом устройстве в два раза повышена чувствительность преобразования без сужения диапазона преобразования.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД,содержащий первый генератор, выход которого соединен с первым входом преобразователя временных интервалов в код и через первый делитель частоты с входом первого фазорасщепителя,первый выход которо- . го соединен через первый компаратор с вторым входом первого преобразователя временных интервалов в код, второй компаратор, выход которого соединен с третьим входом первого преобразователя временных интервалов в код, сйнусно-косинусный датчик, о тличающий ся тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразования, в него введены первый, второй, третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый компараторы, суммирующий блок,второй преобразователь временных интервалов в код, второй генератор, второй делитель частоты и второй фазорасщепитель, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора и через третий компаратор с первым входом второго преобразователя временных интервалов в код, второй выход второго фазорасщепителя соединен с первым -входом второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены с соответствующими входами синусно-косинусного датчика, первый выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом первого сумматора, второй выход первого фазорасщепителя соединен с вторым входом второго сумматора, один из выходов синусно-косинусного датО) чика соединен через интегратор с первыми входами третьего и четвертого сумматора, а другой выход синусно-косинусного датчика соединен с вторыми входами третьего и четвертого сумматоров, выход третьего сумматора соединен с входом второго компаратора, выход четвертого сумматора соединен через четвертый компаратор с вторым входом второго преобразователя временных интервалов в код, выход второго генератора соединен с третьим входом преобразователя временных интервалов в код и через второй делитель частоты с вхо дом второго фазорасщепителя, выходы первого и второго преобразователей временных интервалов в код соединены с входами суммирующего блока.