Преобразователь угол-код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть исттользовано для связи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной. Целью изобретения является повьппение точности преобразователя за счет коррекции погрешностей как датчика угла, так и электронных усилителей преобразователя. .

На фиг, 1 представлена схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Преобразователь содержит- синуснокосинусньй вращаюпщйся трансформа- . тор , переключатель 2, генератор 3 синусоидального напряжения, блок 4 Управления, усилитель 5, переключатель 6, усилитель 7, фазосдвигающие цепи 8 и 9, переключатель 10, компаратор 11, D-триггер 12, элемент 13 И генератор 14 импульсов, счетчик 15, компаратор 16, счетчик 17, дешифратор 18, RS-триггер 19.

Преобразователь работает следующим образом.

Один цикл преобразования занимает восемь периодов спорного напряжения llj., (фиг. 2) генератора 3. Во время первых двух периодов опорного напряжения Up, контакты электронных пере{слючателей 2 и 6 под воздействием управляющих напряжений U- и Ug, вырабатываемых блоком 4 управления, находятся в положении 1.

Опорное напряжение 1 поступает на обмотку С1, С2 синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 1, а вторая статорная обмотка СЗ, С4 закорочена. На входы фазосдвигающих цепей 8 и 9 через усилители 5 и 7 поступают напряжения U и U снимаемые с вторичных обмоток СКВП , При условии, что параметры фазосдвигающих цепей подобраны так, что .фазовый сдвиг между выходными напряжениями фазосдвигающих цепей равен , где d- измеряемый угол Iповорота. Переключатель 10 под воздействием управляющего напряжения Ug в первом периоде опорного напряжения и подключает вход компаратора 1 к фазосдвигающей цепи 8, а во втором периоде - к фазосдвигающей цепи 9. На входе компаратора формируется напряжение и. Компаратор 10 формирует сигналы перехода напряжения U. через ноль, эти сигналы поступают на счетHLjft вход триггера 12. На информационные входы триггера 12 поступает управляющий сигнал IL В первом периоде опорного напряжения 11(5, первьй пер (пад напряжения с выхода компаратора 11 устанавливает триггер 12 в положение 1 (фиг. 2, момент t,, сигнал Uj). Во втором периоде напряжения Up, первый перепад напряжения с выхода компаратора 11 устанавливает триггер 12 в положение О (момент Ц, сигнал Uj).

Таким образом, на выходе триггера 12 сформирован первый временной интервал jst , время начала которого (t) получено из выходного напряжения первой фазосдвигающей цепи 8 и пропорционально измеряемому углуо, а время окончания (t2) получено из выходного напряжения второй фазосдвигающей цепи 9 ипропорп.иональн;. углу (-0) .

Длительность временного интервала t пропорциональна измеряемому углу 2oi. Напряжение U с выхода триггера 12 поступает на первый ВХОД элемента И 13, к второму входу которого подключенгенератор импульсов 14.

Счетчик 15 производит подсчет количества импульсов, заполнивших интервал At,, . Таким образом, в конце второго периода опорного напряжения и в счетчике фиксируется число, цропорциональное измеряемому углу Za В третьем и четвертом периодах опорного напряжения контакты переключателя 2 под воздействием управляюпщх напряжений И и 1% переводятся в положение 2. Опорное напряжение Uy поступает на обмотку СЗ, С4 СКВТ1. Обмотка С1, С2 закорочена. Подключение опорного напряжения Up, к обмотке СЗ, С4, которая в СКБТ1 геометрически расположена перпендикулярно.к обмотке С1 и С2, аналогичдо развороту ротора СКВТ1 на угол J . Дальнейшая работа

преобразователя .угла поворота вала в код в третьем и четвертом периодах опорного напряжения U происходит так же, как ив первом и втором периодах. В течение третьего и четвертого периода напряжения U вырабатывается временной интервал At пропорциональньй измеряемому углу 2 (), в счетчике 15 фиксируется код, пропорциональный сумме двух измеренных временных интервалов 4t и dt .

В пятом и шестом периодах опорного напряжения Uj, под воздействием управляющих напряжений U и Ug контакты электронного переключателя 2 переводятся в положение 3, а контакты электронного переключателя 6 в положение 1.. Опорное напряжение Ujn поступает на включенные парал лельно обмотки С1, С2 и СЗ, С4, причем вывод С1 первой обмотки присоединен к выводу С4 второй обмотки. Подключение опорного напряжения Пу к обоим.стат.орным обмоткам аналогично развороту ротора СКВТ1 на угол 7Г/4. Дальнейшая работа преобразователя аналогична работе в первом и втором периодах опорного напряжения и. В течение пятого и шестого периодов опорного напряжения Uj,( вырабатывается временной интервал At5, пропорциональный измеряемому углу 2(р +н/4) , и в счетчике 15 фиксируется код, проПорциональный сумме трех измеренных временных интервалов At, й 3

Б седьмом и восьмом периодах опорного напряжения и, под воздействием управляющих .напряжений Ug и Ug ко.нтакты электронного переключателя 2 переводятся в положение 4 , а контакты электронного переключателя 6 - в положение 2, Опорное напряжение U., подается на включенные параллельно обмотки С1, С2 и СЗ С4, причем вьшод С1 первой обмотки подключен к вьшоду СЗ второй обмотки.

Подключение опорного напряжения Uj к статорным обмоткам, соединенным параллельно указанным образом, аналогичны развороту ротора СКВТ1 .на угол 3/4ТГ. Дальнейшая работа преобразователя аналогична, работе в первом и втором периодах опорного напряжения Uj,.. В течение седьмого и восьмого периодов опорного напряжения U В1.1рабатывается временной интервал t., пропорциональный измеряемому углу ), а в счетчике 15 фиксируется код, пропорциональный сумме четырех измеренных временных интервалов /it , дЦ , At,, At, который соответствует углу 8ot.

Предлагаемый преобразователь угла поворота в код обеспечивает точность преобразования с датчиком типа ВТ-5 кл. А до 20 - 40, что позволяет во многих случаях использовать его вместо двухотсчетных преобразователей для ввода информации в ЦВМ.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД, содержащий генератор синусоидального напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, синусный выход которого подключен к информационному входу первого переключателя, первую фазосдвигающую цепь, первый компаратор, D-триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, выход которого является выходом преобразователя, к второму входу элемента И подключен.выход генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два переключателя, два усилителя,, вторая фазосдвигающая цепь, второй компаратор, второй счетчик, дешифратор и RS-триггер, выход генератора синусоидального напряжения подключен к входу второго компаратора и информационному входу второго переключателя, выход которого подключен к входу синусно-косинусного вращающегося трансформатора, косинусньй выход которого через первьй усилитель подключен к первым входам первой и второй фазосдвигающих цепей, первый выход первого переключателя подключен к шине нулевого потенциала, второй выход через второй усилитель подключен к вторым входам первой и второй фазосдвигающих цепей, выходы которых подключены к информационньм входам третьего переключателя, выход (Л которого через первый компаратор подключен к синхровходу D-триггера, выход второго компаратора подключен к управляющему входу третьего переключателя и информационньм входам D-триггера и второго счетчика, первые разрядные выходы которого подключены к входу держфратора, выходы которого ® подключены к RS-триггеру, выход котоS рого подключен к управляющему входу первого переключателя и к первому управляющему входу второго переключателя, последний разрядньй выход второго счетчика подключен к второму управляющему входу второго переключателя.