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

1 Изобретение относится к авТоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления для ввода угловых величи в цифровую вычислительную машину. Известен преобразователь угла по ворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик, цифровой синусно-косинусный формирователь, блоки элементов И, преобразователи код - напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган. Выход генератора иьй1уль сов подключен к входу счетчика, выхода которого связаны с входам циф рового синусно-косинусного формиро вателя и первыми входами первого бл ка элементов И, выходы цифрового синусно-косинусного формирователя подключены к п&рвым входам второго и третьего блоков элемента И и с входами преобразователя код-напряже ния, входы синусно-косинусного вращающегосятрансформатора подключены к выходам преобразомтепей код напряжение, а выход - к вхо нульоргана. Выход,нуль-органа подключен к вторым входам блоков элементов И 1. Недоста ток такого преобразователя - невысокая точность преобразо вания . Известен также преобразователь угла поворота в код, содержащий генератор импульсов, счетчик, цифровой синусно-косинусный формиро-, ватель, блоки элементов И, синуснокосинусный врап аюпрнйся трансформатор , блок фазбчувствительных детекторов, первь и второй преобразователи код-иалряжвния, суммируюощй усилитель и нуль-орган. Выход генератора импульсов соединен с входом счетчика, первый выход которого сое динен с первьм входом первого блока элементов И, второй выход счетчи ка соединен с входом цифрового синусно-косивусного формирователя, пе вый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код-напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формировател соединен с первыми входами второго преобразователя код-напряжение и тр тьего блока элементов И, выходы синусио-косинусного вращающегося тран форматора (СКВТ) подключены к вхоАдам блока фазочувствительных детекторов, выходы которого подключены к вторым входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам суммирующего усилителя. Выход суммирующего усилите-: ля подключен к входу нуль-органа, выход которого подключен к вторым входам блока элементов И 2 . Недостаток известного преобразователя - наличие погрешности, вносимой блоком фазочувствительных детекторов, введенных мезццу выходами СКВТ и входами преобразователей коднапряжение, которая увеличивает общую инструментальную погрещность преобразователя. Приняв погрешности первого и второго фазочувствительных детекторов (выпрямителей) равными по величине и знаку и обозначив их & , получим на выходах блока , фазочувствительных детекторов напряжения) и sin 9 4 А i UjCt) и cos в - u . После ана1лого-вд1фрового перемножения на выходах преобразователей коднапряжение образуются сигналы: U,{t) (и sin 0 + а ) cosCf , U4(t) (и cos 0 - Л) sin qi , яри Ср 2tf i/2., где 6 - угол поворота СКВТ, fp - частота импульсов генератора;п - разрядность преобразователя. , После суммирования напряжение, подаваемое на вход нуль-органа, будет иметь вид U,(t) (и sin в -I- Л ) cos (f (и cos в + Ь) sin (f или: и. (t) (и sin В .- cos Ср + -f и cos в sin (р ) + Д (cos Cf + sinCf ), следовательно, иЛе) и sin ((f - 0 ) + (45 --ср). Отсюда видно, что знакопеременная величина ошибки & cos ( Ц|) ведет к неоднозначности срабатывания нуль-органа, что понижает точность работы известного преобразователя. Цель изобретения - повышение точности преобрдзователя.

3

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угла пов рота ва.па в код, содержащем генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединер с входо цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первь ш входами первого преобразователя - код-напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового сииусно-косинуеного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя код-напряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, сумматор и нуль-орган, выход которого соединен с втopы вl входами первого, второго и третьего блоков элементов И, фазочувствительный детекторj вход фаэочувствительного детектора подключен к выходу с матора,, а выход подключен к входу нуль-органа, выходы синусно-косинусного вращающегосй трансформатора подключены к вторым входам преобразователей код-напряжение, выходы которых подключены к входам сумматора,

На чертеже приведена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, цифровой синусно-косинусный формирователь 3, блоки 4-6 элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 7 (СКВТ), преобразователи 8 и 9 код-напряжение, сумматор 10, фазочувствительный детектор И и нуль-орган 12.

Выходы блока 4 элементов И являются выходами кода угла, а выходы блоков 5 и 6 элементов И - выходами кода синуса и кода косинуса угла поворота СКВТ 7.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Счетчик 2 подсчитывает импульсы, поступакнцие с выхода генератора 1, формируя циклический коД) который поступает на первые входы блока 4 элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса и косинуса

444

угла. Коды синуса и косинуса угла поступают на первые входы блоков 5 и 6 элементов И и на цифровые входы преобразователей 8 и 9. На обмотку возбуждения СКВТ подается напряжение непосредственно от источника переменного напряжения (не показан).

Переменные напряжения с выходных обмоток СКВТ 7 вида U, (t) U .t «sin в ; (t) и sin 6) t cos 9 , где GJ - круговая частота опорного напряжения СКВТ, поступают на аналоговые входы преобразователей 8 и 9 код - напряжение. Преобразователи 8 и 9 осуществляют цифроаналоговое перемножение входных сигналов, в результате чего на их выходах формируются сигналы вида Ui(t) и sin (ij t sin 9 cos Cf ;

при t( 2&1т1/2

U(t) и sinw t-cos e sin Cf . Сигналы с выходов преобразователей 8 и 9 подаются на сумматор 10, на выходе которого формируется сигнал UjCt) и sin W t (sin в cosif +

+ cos в sin V ) Коэффициент передачи сумматора 10 по первому и второму входам равен единице, поэтому

Uy(t) и sin Ы t- sin (tf - fli). Сигнал с выхода сумматора 10 пос- тупает на вход фазочувствительиого детектора П. Сигнал на выходе

фазочувствительного детектора 11 имеет вид

- и sin (tf -в), т.е. иа входе нуль-органа 12 формируется синусоидальное иапряяеиие с частотой, определяекой частотой импульсов геиератора 1 и разрядиостыо преобразователя, и со сдвигом фазы, определяемьм углом повсфота ротора СКВТ 7 -. Сигнал с выхода у з1лителя 1 i поступает на hynb-opraH 12, который фор1 в1рует И1 в1упьсы в мсмеит перехода сииуссшдаяьиого иащ яжения через нуль от отрицательиого зиаг сния к полояителы{ П4 Г. Эти ямпульсы поступают на вторые входы блоков 4-6 злемеитов И, разрешая :считывание кодов с счетчика 2 и формирователя 3 (кода угла, кода синуса, кода косинуса).

Ш едлагае о 1й преобразователь угла поворота вала в код отличается 5 от известньк повышенной точностью за счет ослабления влияния погреюности, вносимой блоком фазочувстви1123044«тельных детекторов на погрешность преобразователя угла поворота вала в код.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО- РОТА ВАЛА В КОД, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом одфрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен й первыми входами первого преобразователя код - напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного форьмрователя соединен, с первыми входами второго преобразователя коднапряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, сумматор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами первого, второго и третьего блоков элементов И, фазочувствительный детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, вход фазочувствительного детектора подключен к выходу сзгмматора, а выход подключен к входу нуль-органа, выходы синусно-косинусиого вращающегося трансформатора подключены к вторым входам преобразователей код - напряжение, выходы которых подключены к входам сумматора.