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

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройствам. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор, фазовые детекторы, преобразовагель напряжения в частоту, реверсивный счетчик, два дешифратора, суммаtop двоичного кода, блоки умножения, блок преобразования амплитуды j . Недостатком такого преобразователя является его сложность. Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, формирова тель напряжения возбуждения, образую щие генератор питания, и синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, который через последовательно соединенные фильтр, преобразователь напря жения в частоту и реверсивный счетчи подключен к первым входам цифрового сравнивающего устройства, к вторым входам которого подключены выходы де лителя частоты генератора питания, ;квадратурные выходы цифрового сравни зающего устройства соединены с первы ми входами фазовых детекторов, к вто рым входам которых подключены выходы СКВТ. Преобразователь прост, надежен выполнен на серийных элементах широкого применения 21. Недостатком преобразователя является погрешность, вызванная неравенством коэффициентов передачи фазовых детекторов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, формирователь напряжения возбуткдения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, блок преобразования напряже ния в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого подключены другие выходы первого делителя частоты, нуль-орган, выходы статорных обмоток СКВТ и выходы цифрового сравнивающего блока подключены соответственно к одним и другим входам первого и второго фазовых детекторов, выход сумматора через нуль-орган подключен к одному входу элемента совпадения, выходы СКВТ подключены к фазосдвигающему .элементу, выход которого через второй нуль-орган подключен к другому входу элемента совпадения, выход элемента совпадения подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а выходы первого делителя частоты подключены к третьим входам реверсивного счетчика з . Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная неравенством коэффициентов передачи фазовых детекторов. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через последовательно соединенные фильтр, блок преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого подкпючены другие выходы первого делителя частоты, нуль-орган, введены второй делитель частоты, коммутатор и элемент преобразования тока в напряжение, один-вывод которого подключен к другому выводу роторной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора и к входу нульоргана, а другой вывод - к общей игине, выход нуль-органа через второй делитель частоты подключен к управляющим входам коммутатора, выходы статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к первым входам, а выходы цифрового сравнивающего блока через коммутатор - к вторым входам первого и второго фазовых детекторов. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого преобразователя;на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу. Преобразователь содержит последовательно включенные генератор 1 импульсов, первый делитель 2 частоты, формирователь 3 напряжений возбуждения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 4 с одной роторной 5 и двумя статорными 6 и 7 обмотками, выходы которого через коммутатор 8 подключены к первым входам фазовых детекторов 9 и 10, выходы которых (Подключены к соответствующим входам сумматора 11 . Выход сумматора 11 через последовательно соединенные фильтр 12, блок 13 преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик 14 подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока 15, к вторым входам которого подключены другие выходы первого делителя 2 час тоты. Второй вывод роторной обмотки 5 СКВТ 4 соединен с входом нуль-органа 16, выход которого через последовательно включенный второй делитель 17 частоты соединен с управляющим входом коммутатора 8, и через элемент 18 преобразования тока в напряжение - с общей тиной, выходы цифрового сравнивающего блока 15 через коммутатор 8 соединены с вторыми входами фазовых детекторов 9 и 10. Преобразователь работает следующим образом. f генератора 1 понижаетЧастотася в первом делителе 2 частоты. Выходные импульсы делителя 2 частоты преобразуются в формирователе 3 напр жений возбуждения в синусоидальное напряжение ( t.Выходные напряже ния СКВТ и sincotsinCf и Usiriо t соst (Ц) - угол поворота вала)со статорных обмоток 6 и 7 через коммутатор 8 поступают на первые входы фазовых де текторов 9 и 10 соответственно. С вы ходов цифрового сравнивающего блока 15 через коммутатор 8 на вторые входы фазовых детекторов 9 и 10 поступа ют прямоугольные периодические импульсы, фаза которых пропорциональна отработанному следящей системой углу С первого выхода цифрового сравнивающего блока 15 на вход фазового детектора- 9 поступают Периодические и myльcы, основная гармоника которыхsin(ut-H(j) , а с второго выхода на вход фазового детектора 10 - импульсы, основная гармоника которых cos(CJt-i-tp) , где у - угол, отработанный следящей системой, код которого хранится в реверсивном счетчике 14. Напряжение Esin(0t на элементе (резисторе) 18, фаза которого совпа дает с фазой тока возбуждения и выходной ЭДС обмоток 6 и 7, подается на нуль-орган 16. Нуль-орган 16 вырабатывйет импульсы с длительностью, равной полупериоду питающего напряжения, которые поступают на второй делитель 17 частоты. С выхода делителя 17 частоты импульсы с длительностью, в 2 раз большей периода питающего напряжения,поступают на управляющий вход коммутатора 8i Коммутатор 8 осуществляет попарное переключение входов фазовых детекторов 9 и 10. Фазовые детекторы 9 и 10 перемножают поступающие на них напряжения. 8результате при одном состоянии коммутатора 8 на выходах фазовых детекторов появляются напряжения (Jg Esin ы15тЦ)-k- -sin uittj)) J и,д Е S40 wi . Ц)) где (1-t-Sk) и (1-6|) - коэффициенты передачи фазовых детекторов 9и 10. Эти напряжения поступают на вход суммирующего усилителя 11, на выходе которого появляется напряжение постоянная составляющая uuU KOToporo пропорциональна рассогласованию между фактическим угловым положением 4 вала и показанием реверсивного счетчика, т.е. углом ( , который отработала следящая система. Переменная составляющая напряжения ьИу, подавляется фильтром 12. После переключения коммутатора 8 в другое состояние на выходах фазовых детекторов появляются напряенияUg E5ina), + y)-, е Sin cot ein Ср kj-.540 (.u)t+qj), на выходе суммирующего усилителя в этом случае появляется постоянная составляющая напряжения

Ek . , EkSx (ц-)(Ц4Ц)

Напряжение рассогласования и И поступает через фильтр 12 на вход блока 13 преобразования напряжения в

/ частоту. Составляющая --г-5 м();

периодически изменяющая свой знак, подавляется фильтром 12.

Ek Составляющая (( виде

постоянного напряжения поступает на вХод блока 13 преобразования напряжения в частоту, который вьщает последовательность импульсов на вход + или вход - реверсивного счетчика 14 в зависимости от знакаAU, сводя рассогласование Ц - ц) к нулю.

Таким образом, погрешность, обусловленная неравенством коэффициентов передачи фазовых детекторов, подавляется фильтром, в результате чего точность преобразователя повышается.

Экономический эффект от использования изобретения определяется его техническим преимуществом.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УТЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД; содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первьй делитель частоты, формирователь напряжения возбуждения, выход которого подключен к одному выводу роторной обмотки синусно-косинус- кого вращающегося трансформатора, первый и второй фазовые детекторы, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, вызшд которого через последовательно соединенные ф1-1пьтр 5 блок преобразования напряжения в частоту и реверсивный счетчик подключен к первым входам цифрового сравнивающего блока, к вторым входам которого подключены другие вькоды первого делителя частоты, нуль-орган, отличающийся тек, что 5 с целью повьшения точности преобразователя, в него введены второй делитель частоты, коммутатор и элемент преобразоваш1я тока в напря- жекие. один вывод которого подключен к другому выводу роторной обмотки сипусно-косинусного вращающегося трансформатора и к входу нуль-оргАС на S а другой вывод - к общей шине, выход нуль-органа через второй делитель частоты подключен к управляю цик входам коммутатора, выходы статор ных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключень к первым входам,.а выходы цифрового сравнившощего блока через коммутатор - вторым входам первого и Ю второго фазовых детекторов. О со оо О5