Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие сельсин, подключенный к аналогоцифровому преобразователю, основанные на измерении амплитуды огибающей выходного напряжения сельсина СП Недостатком таких преобразователей является их невысокая точность. Наиболее близким к изобретению яв ляется преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, о на вторичная обмотка соединена с общей шиной, а две других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входа первого и второго фазочувствительных выпрямителей соответственно, дру гие входы которых соединены с форми рователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы перво го и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго ком параторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, вьжод которого подключен к другому ходу , первого компаратора и через фазосдви гающий элемент - к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход - с источником тактовых импульсов С21. Недостатком такого преобразователя является погрешность, вызванная и менением амплитуды выходных сигналов сельсина относительно выходного сигнала генератора синусоидального н пряжения . Цель изобретения - повьпиение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей ншной, а две других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных вьтрямителей соответственно, другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго компараторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора и через фазосдвигающий элемент к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход с источником тактовых импульсов, введен элемент сброса, выход которого подключен к другим входам интеграторов. На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит фазочувствительные выпрямители 1 и 2, к входам которых подключен сельсин (датчик) 3, входящий в состав индикаторной передачи. Формирователь 4 опорного сигнала соединен с первичной обмоткой сельсина 3 и другими входами фазочувствительных выпрямителей 1 и 2, выходы которых подключены соответственно к входам интеграторов 5 и 6. Интеграторы 5 и 6 имеют специальные входы, при поступлении сигналов на которые на выходе интеграторов 5 и 6 устанавливается напряжение равное нулю. Эти входы объединены и к ним подключен выход элемента 7 сброса, осуществляющего периодический сброс интеграторов 5 и 6. Выходы интеграторов 5 и 6 подключены к первым входам двухпороговых компараторов 8 и 9. На выходе компараторов 8 и 9 сигнал логической единицы появляется при условии, что потенциалы на их первых и вторых входах равны (с учетом заданной точности). К второму входу компаратора 8 подключен выходгенератора 10 синусоидального напряжения. К второму входу компаратора 9 подключен выход фазосдвигающего элемента 11, на вход которого поступает напряжение от генератора 10. Элемен /11 осуществляет сдвиг по фазе на 60 напряжения генератора 10, оставляя неизменной его амплитуду. Выходы ко параторов 8 и 9 через логический элемент И 12 подключены к входу СТАРТ блока 13 преобразования интер вала времени в код, представляющего собой счетчик тактовых- импульсов с ключевой схемой на входе. На вход СТОП блока 13 сигнал поступает в момент времени, соответствующий начальной фазе выходного напряжения генератора 10. Цифровой код считывается в параллельной или последовательной форме с выходов блока 13 На временной диаграмме.(Фйг.2) представлено: 1,П - напряжения на входах и выходе компаратора 8; Ш,1 напряжения на входах и выходе компаратора 9. Принцип работы преобразователя угла поворота вала в код заключает ся в следующем. Выходные напряжения сельсинадатчика при одной заземленной фазе равны и f и cos(:ctvf ), U2, -v/3 Vq cos(j., где oL- угол поворота вала сельсина;Ua - максимальное по углу oi зна чение напряжения вторичной обмотки сельсина-датчика. Обозначим oi -f-J U О Utj sinjb (j sin(), После вьтрямления напряжений фа зочувствительными вьтрямителями 1 и 2 на их выходах формируются напр жения постоянного тока из sinjb U4 U,y, . sinQ, где Dm - максимальное по углу значение выходного напряжения фазо чувствительных вьшрямителей. Эти сигналы поступают на входы интеграторов 5 и 6. На выходах интеграторов напряжения изменяются по закону Ue U sinjb Ue- . sin(Jb-f, t - текущее время} Т - постоянная времени интегрирования. На входах компараторов 8 и 9 эти сигналы сравниваются с выходными сигналами генератора 10 ифазосдвигакицего элемента 11. Условия срабатывания компараторов определяются уравнениями UmTrainjb A Sin tot(1) .(|b-|)-Asin(uot-f). (2) где A - амплитуда выходных напряжений генератора 10 и элемента 11. Выходы компараторов объединены элементом И 12, на выходе которого сигнал появляется только при одновременном срабатывании компараторов 8 и 9. Поэтому уравнения (1) и (2) следует решать совместно как систему уравнения. Решая эту систему относительно /3 , находим j5(ii)t vZTn,(3) Следствием решения системы является равенство откуда Период сигнала сброса интеграторов устанавливается большим величины t из напряжения (5), чем обеспечивается выполнение равенства (4). Выходной сигнал элемента И 12 является началом для преобразования интервала времени в код в блоке 13. С момента прихода сигнала СТАРТ преобразователь осуществляет счет тактовых импульсов до момента прихода сигнала СТОП, который синхронизирован с начальной фазой генератора 10. Промежуток времени между этими сигналами 1ц(фиг.2) определяется из выраения. t)si 2зг-{Л t Используя вьфажение (3) и переходя к углу ot, получаем для одного периода

S11071426

Измеряемый промежуток времени, Применение изобретения позволит

а следовательно и число подсчитанныхповысить точность работы преобразЬватактовых импульсов г пропорциональнытеля в условиях воздействия дестабиуглу поворота oL.лизирующих факторов.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В- КОД, содержащий сельсин, первичная обмотка которого соединена с формирователем опорного сигнала, одна вторичная обмотка соединена с общей шиной, а две Других вторичных обмотки сельсина подключены к одним входам первого и второго фазочувствительных вьшрямителей соответственно, другие входы которых соединены с формирователем опорного сигнала, а выходы подключены к одним входам первого и второго интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к одним входам первого и второго компараторов соответственно, генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к другому входу первого компаратора и через фазосдвигающий элемент - к другому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов через элемент И подключены к первому входу блока преобразования интервала времени в код, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а третий вход - с источником тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен элемент сброса, выход которого подключен к другим.; входам интеграторов. LLf-bJ - i-i .lllJ ./

Я

/V

%

Фиг,г