Способ преобразования угла поворота вала в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/46 

1. 1 Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналого вых источников информации с цифровым вычислительным устройством. . Известен способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании.угла в пропорциональньй фазовый сдвиг двух электрических сигналов, определении отношения амплитуды сдвинутого по фазе сигнала к опорному в диапазоне одного периода, определении амплитуды и пространственной фазы гармоник отклонений амплитуды сдвинутог-о по фазе сигнала от его среднего на периоде значения, определения погреш ности отклонения от пропорциональности фазового сдвига и вычитания в процессе преобразования погретности отклонения из величины фазового сдвига двух- электрических сигналов 1 . Недостаток известного способа погрешность преобразования угла, вызванная изменениями параметров устройства, реализующего способ, в щзоцессе эксплуатации. I Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла в первый и вто рой сигналы переменного тока, модул рованные по амплитуде в функции соо ветственно синуса и косинуса угла поворота, определении отношения амп литуд перЁото и второго сигналов и формировании угла V в виде арктангенса отношения амплитуд сигналов Г23 . Недостаток известного способа погрешность, вызванная отклонениями амплитуд первого и второго сигналов переменного тока в процессе модуляции. . Целью изобретения является повышение .точности преобразовямия. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразо вания угла поворота вала в код, основанному на преобразовании угла в первый и второй сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции соответственно сицуса и кос нуса угла поворота, определения отношения амплитуд первого и второго сигналов и формировании угла 2 в виде арктангенса отношения амплитуд сигналов, поворачив.ают вал перед началом преобразования на углы ,... N) мерно расположенные в диапазоне, соответствуюш;ем одному периоду модулированных сигналов, определяют в.кагвдом из углов «( поворота сумму квадратов амплитуд первого и второго сигналов и запоминают полученные суммы, определяют среднее арифметическое значение запомненных сумм на периоде модулированных сигналов, формируют отношения i каждой из запог-тенных сумм к среднему арифметическому значению запомненных сумм, определяют, для каждой гармоники из заданного числа -п гармоник значения коэффициентов а, Ъ тригонометрического .ряда по формуламic 2 V J ,/ ЬГ S.n i; (1) Определяют амплитуды и пространственные фазы V гармоник по формулам -), Определяют при каждом последутош;ем преобразовании погрешность по формуле. « л t c5V -i-2/,Sm(KV,,,.4/.); (3) вьгаитают в процессе преобразования погрешность V из сформированного угла , определяют в процессе. преоб азований новые значения суммы квадратов первого и второго сигналов в каждом из углов поворота вала, определяют новые значения амплитуд Л, и пространственных фаз У гармоник и заменяют ранее определенные значения амплитуд и пространственных фаз на новые значения. В основу предложенного способа положена известная зависимость, согласно которой амплитудная и фазовая погрешности для каждой из гармонических составляющих сдвинуты относительно друг друга на X (I) и имеют один и тот же коэффициент пропорциональности. Для определения фазовой погрешности по предложенному способу определяют амплитудную погрепгность

3n

всего сигнала в целом и анализируют спектральный состав a mлитyднoй псг рёпшости по гармоническим составляющим, определяют для каждой из гармонических составляющих амплитуду и начальную фазу, которые однозначно характериззпот фазовую погрешност каждой из гармонических составляющих , а общую фазовую погрешность форми руют в виде суммы фазовых погрешносте Всех, гармонических составляющих.

На чертеже представлена структурная схема одного из вариантов -устройств, реализующих предложенный спосо.6.

Устройство содержит блок I преобразования угла пов:Орота и первый (1 и второй и сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции, синуса и косинуса угла V поворота. Выходы блока 1 подключены к входам блока 2 формирования угла Ч(3/м входам блока 3 формирования суммы квадратов U i амплитуд первого (J и второго U,, сигналов. Выход блока 2 подключен к входу блока4 сравнения, первому входу блока 5выработки поправок и к первому входу суг атора 6, выходы блоков 3 и 4 подключены к входам блока 7 оперативной памяти, выходы которого подключены к вычислительному блоку 8. Выход блока 8 подключён к второму входу блока 5, выход которого подключен к второму входу сумматора 6, а выход сумматора 6 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 преобразует угол поворота в сигналы переменного тока Ц и U, . В блоке 2 формируется измеренное значение .угла с некоторой ошибкой, вызванной инструментальными .и методическими погрешностями блоков 1 и 2. В .блоке 4 значения ,

сравниваются с заданными значения 2/Г

ми | 1 --т7- и при совпадении

91624

i выходе блока 4 вырабатывается команда, по которой суыня квадратов U Uy амплитуд первого и второго сигналов 5 -заносится в -/-ячейку блока 7 и за поминается. При повороте вала перед началом преобразования на углы (l 1 ,2,. i. /V) в л/ ячейках блока 7 будут значения для всех fJ угло.вых положений, равномерно расположенньк в диапазоне одного-периода модулирующих сигналов. После этого информация с выхода блока 7 поступает в блок 8, 5 где определяется среднее арифметическое и запомненных - в блоке 7 умм U, на периоде модулированных .сигналов

4ji 1 Д л. 1-,

0

определяются отношения . .каядзой нз запомненньк. сумм U| к среднему арифметическому

:fX ; 1

а по формулам (1)й (2) определяются амплитуды А и пространственные фазы для каждой К -и гармони.ки из числа.m заданных гармоник.

:. В процессе преобразования блок 5 вычисляет по формуле (3) поправку которая в сумматоре 6 вычитается из

значения угла V . На выходе сумматора 6 формируется код угла.

в В процессе преобразования при прохождении вала через угловые положения в блок 7 заносятся из блока 3 новые значения ij, , в блоке 8

,вырабатываются новые значения Д и l .В результате в процессе преоб.разования происходят обновление, поправки SV, отражающее изменение инструментальных погрешностей при эксплуатации, что приводит к повышению

. точности.

Выход

GJ

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УРЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД бснованный на ,преобразовании угла в первый и второй сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции соответственно синуса и косинуса угла поворота, определении отношения амплитуд первого и второго сигналов и формировании угла uj в виде арктангенса-отношения амплитуд сигналов, отличающийся тем, что, с Целью повышения точности преобразования, поворачивают вал перед нача./ лом преобразования на углы -i . . N

I

nt

1C

lff(H2...M)

4

3