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

:о

со Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления юд ввода угловых величин в цифровую вычислительную машину/ а также в системах автоматического регулирования, связанных с угловыми перемещениями. По основному авт.ев, №903929 из стен преобразователь угла поворота вала 6 код, содержащий генератор и пульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход кото рого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом циф вого синусно-косинусного формггрова лл, первый выход которого соединен с первыми Еходами первого преобразователя код-напряжение и второг блока элементов И, второй выход ци .рового синусно-косинусного формиро вателя соединен с первыми входами второго преобразователя код-напряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, блок фа зочувствительных детекторов и сумми рующий усилитель, входы которого соединены с- выходами преобразователей код - напряжение, а выход о входом нуль-органа, входы блока фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы - с входами преобразователей код - напряжение ll. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности для воспроизведения тангенсной (котангенсной) зависимости. Цель изобретения - расширение о ласти применения преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены селектор октанта, коммутатор, компаратор, третий преобразователь код напряжение и четвертый блок элементов И, входы селектора октанта соединены со статорной и роторными об мотками синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выход - с управляющим входом коммутатора, ин формационные входы которого соедине ны с выходами блока фазочувствительных детекторов, первый- выход - с первым входом компаратора, а второй выход - с аналоговым входом третьег преобразователя код-напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход - к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляю щему входу четвертого блока элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика а выход является четвертым выходом преобразователя. На чертеже представлена структур ная схема п едлагаемого преобразователя . Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен , с входом счетчика 2, первый выход которого подключен к информационному входу первого блока 3 элементов И, а второй выход - к входу Диф рового синусно-косинусного формирователя 4, выходы которого соединены с информационными входами второго 5 и третьего 6 блоков элементов И, а также с цифровыми входами первого 7 и второго 8 преобразователей код-напряжение, синусно-косинусный вращсшэщийся трансформатор (СКВТ) 9, статорная обмотка возбуждения которого подключена к источнику напряжения питания (не показан), а роторные синусная и косинусная обмотки к сигнальным входам блока 10 фазочувствительных детекторов, опорные входы которого соединены с выходом источника напряжения, питания, а выходы - с аналоговыми входами перво.го и второго преобразователей коднапряжение, выходы которых соединены с входами суммирующего усилителя 11, выход которого через нуль-орган 12 подключен к управляющим входам первого, второго и третьего блоков элементов И, выходы которых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, и селектор 13 октанта, входы которого соединены со статорными и роторными обмотками СКВТ, а выход с управляющим входом коммутатора 14,информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувг ствительных детекторов, первый выход - с первым входом компаратора 15,а второй выход - с аналоговым входом третьего преобразователя 16 код-напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход - к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу четвертого блока 17 элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвертым выходом преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на счетчик 2, на выходах которого формируется циклический код (код цифровой линейной ;развертки N), образующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает на информационные входы блоковз и 17 элементов И и на адресный вход цифрового формирователя 4, который выдгг ет коды Nf , NK, связанные с Мрсинус ной и косинусной зависимостями, на информационные входы блоков 6 и 5 элементов И, а также на цифровые входы преобразователей 8 и 7 коднапряжение соответственно. На статорную обмотку возбуждени СКВТ 9 подается напряжение Un питания, ас роторных обмоток снимаются напряжения вида: imvj t -bine , U, , S.nuJi tob® , J У,1 Ки„5,1 где U,u.i - амплитудное значение и круговая частота напряжения питания;К, 9 - Коэффициент трансформаци и угол поворота ротора СКВТ. Эти напряжения детектируются блоком 10, с выходов которого снимаются напряжения вида: Uic Us.nS , U(JK : UtOS, Напряжения , , поступают на аналоговые входы преобразователей 7 и 8 соответственно, осуществляющих цифро-аналоговое перемно жение Ц(сМк. . в результате на выходах преобразователей форми,руются напряжения вида: Uj иатв-ООЬЫ21„, U4 - UcosS-sinajji , где UJ,i-2Ji /2 круговая частота (if - частота следования импульсов генератора 1; п - разрядность преобразователя) . Напряжения U , подгиотся на су мирующий усилитель 11, выходное на ряжение которого (при условии раве ства коэффициентов передачи к KJ по инвертирующему и неинвертирующе входам ) записывается следующим обр зом: (Wtt-el. И) Таким образом, на выходе суммирующего усилителя 11 формируется синусоидальное напряжение с частот определяемой частотой следованна и пульсов генератора 1 и разрядность преобразователя, и со сдвигом фазы определяемым углом поворота в рото СКВТ. Как видно из выражения (4) фазовый сдвиг, пропорциональный Q, не зависит ни от частоты, ни от ам .туды питающего напряжения Un i а время преобразования определяется только частотой следования импульсов генератора 1 и разрядностью преобразователя. Напряжение U, с выхода суммирую щего усилителя II поступает на нул орган 12, который формирует импуль моменты перехода синусоидального апряжения через нуль ототрицатель ого значения к положительному. ти импульсы поступают на вторые (управляющие) входы блоков 3,5 и 6 лементов И, разрешая считывание коов с выходов счетчика 2 и цифрового формирователя 4. Так как в момент срабатывания нуль-органа содеримое счетчика и формирователя представляет собой цифровой эквивсшент угла, синуса и косинуса угла поворота в , то с выходов блоков 3, 5 и 6 элементов И в данный момент времени могут быть считаны значения кодов угла ( N, ), косинуса ( N) и синуса ( N ) угла поворота ротора СКВТ. Селектор 13 октанта - по результатам анализа знака фазы (относительно Пп ) и соотношения амплитуд выходных напряжений 0,и 9 определяет октант угла повброта 9 и управляет коммутатором 14 таким образом, чтобы в ксикдом октанте подключить к первому входу компаратора 15 меньшее ( U ) , а к аналоговому входу преобразователя 16 код-напряжение - большее ( U ) из выходных напряжений , блока 10 (в 1, 4,5 и 8 октантах ,t , Uj- 0(t во 2, 3, 6 и 7 октантах ( , Б ic Преобразователь 16 код-напряжение на цифровой вход . которого поступает код Np линейной развертки с выхода счетчнка 2, реализует операцию цифро-анапового перемножения ( или NP Uj), а компаратор 15 - операцию сравнения поданных на его входы напряжений, причем в момент равенства компаратор срабатывает, формируя импульс, который разрешает считывание кода с выхода счетчика 2 через блок 17 элементов И. Например, в первом октанте на выходе преобразователя 16 формируется напряжение вида Ucoifl (,i),ii) , которое сравнивается с напряжением U4C U9in В момент времени t , соответствующий равенству Us,i«e Ucobft J, (.5) компаратор 15 выдает импульс, который поступает на управляющий вход блока 17 и разрешает считывание кода с выхода счетчика 2 в следующем виде NpUJ (39.(b) где Ю const. Во втором октанте (U, подается на анбшоговый вход преобразователя 16fUf на первый вход компаратора 15) аналогично полумаем в момент равенства :U4ine4u)-t,) фиксируемого компаратором 15, код N,, на четвертом выходе устройства N;, К -сЦв (7) Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет формировать дополнительную тангенсную и контангенсную зависимости, что расширяет его Функциональные возможности.

ПРЕОБРА:ЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА в код по авт. св. (Л 903929 отличающийся тем, что, с целью расширения области применения Лреобразовател-я, в него введены селектор октанта, коммутатор, компаратор, третий преобразователь код - напряжение и четвертый блок элементов И, входы селектора октанта соединены со статорной и.роторными обмотками синусно-косинусного вра- щающегося трансформатора, а выход с управляющим входам коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувствительных детекторов, первый выход с первым входом компаратора, а второй выход - с аналоговым входом третьего преобразователя код напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход - к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему вxoдУ четвертого блока элементов И, информационный вход (Л которого соединен с первым выходом счетчика, а выход является четвер- тым выходом преобразователя.