Преобразователь угол-код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/48 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации, представленной в виде угла поворота вала, с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения - уменьшение погрешности дрейфа нуля преобразователя угол-код.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь угол-код содержит источник 1 синхроимпульсов, фа- зовьй детектор 2, фильт 3 низкой частоты, генератор 4, управляемый, напряжением, делитель 5 частоты с переменным коэффициентом деления, делитель 6 частоты, коммутатор 7, источник 8 переменного напряжения, датчик 9, двухканальный фильтр 10, цифровой фазометр I1.

Преобразователь работает следую щим образом.

Фазовый детектор 2 формирует фазовое рассогласование между выходными сигналами источника I синхроим пульсов и делителя 5 частоты с пере менным коэффициентом деления. Низкочастотная составляющая фазового рассогласования, выделенная фильтром 3 низкой частоты, изменяет частоту, выходных импульсов генератора 4, управляемого напряжением, до устранения фазового рассогласования. Таким образом, выходной сигнал делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления синхронизирован с выходным сигналом источника 1 синхроимпульсов ..

В зависимости от коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления, значение которого N+1. или N-1 устанавливается коммутатором 7-по второму входу делителя 5 Частоты с переменным коэффихщентом деления частота иьшульсов на первом входе делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления и на выходе генератора 4, управляемого напряжением, равна

frvH .),

где fp - частота выходного сигнала источника 1 синхроимпульсов. Делитель 6 частоты осуществляет

деление выходных импульсов генерато

12217522

ра 4, управляемого напряжением, на - N. Источник 8 переменного напряжения синхронизируется импульсами делителя 6 частоты и осуществляет за- питку датчика 9 угла параметрического типа переменным напряжением в соответствии с выражением

зап 0 cos

2trf,(l± )t.

Датчик 9 угла параметрического типа несет информацию об угловом положении в виде изменяющихся во времени индуктивностей:

15

L, sinut ; 1+К sin(Qt+o6) ,

где Ljj - среднее значение индуктивностей;

К - коэффициент модуляции; СО - частота модуляции, определяемая числом зубцов модулятора и скоростью его вращения;

об - угол поворота. Полные комплексные сопротивления индутстивностей с учетом входных сопротивлений двухканального фильтра 10 изменяются также по синусодальному закону с частотой 0).

Так как одновременно изменяются во времени и напряжение на выходе источника 8 переменного напряжения и полные комплексные сопротивления индуктивностей с близкими частотами (выбираем W 21i fp ), то появятся комбинационные составляющие тока через параметрические индуктивности, а на выходе двухканального фильтра 10 вьщелятся сигналы только самой низкой разности частоты спектра :

45

и, Uo SIni±2irtf sin od+2fftf /N ,

где (j)- относительный фазовый сдвиг двухканального фильтра 10.

Таким образом осуществляется 50 преобразование фазовых сдвигов параметрических индзттивностей датчика 9 угла в пропорциональный сдвиг фаз б низкочастотных сигналов, который в зависимости от коэффициента 55 деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления имеет вид:

б V+ot.

Окончательное формирование кода угла осуществляется цифровым фазометром 1I. Для усреднения технологических погрешностей параметрического датчика 9 необходимо, чтобы период частоты fj/N соответствовал времени оборота модулятора датчика 9 угла. Исключение погрешности дрейфа нуля достигается изменением коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления и опредлением после изменения положения коммутатора 7 в цифровом фазометре 11 кода угла как полуразности двух установившихся кодов - до и после изменения коэффициента деления делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления.

Время переходного процесса при изменении коэффициента деления много меньше времени, требуемого для реверса модулятора и введения его в синхронизм.

Составитель Д.Сухов Редактор М.Петрова Техред В.Кадар Корректор А.Зимокосов

Заказ 1620/59 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.Формула изобретения

Преобразователь угол-код по авт. св. № 1095215, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения

погрешности дрейфа нуля, в него введены источник синхроимпульсов, фазо- вьй детектор, фильтр низкой частоты, генерат9Р, управляемый напряжением, делитель частоты, делитель частоты

с переменным коэффициентом деления и коммутатор, источник синхроимпульсов подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через фильтр низкой частоты и генератор,

управляемый напряжением, подключен к первому входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления и входу делителя частоты, выходы которого подключены к источнику переменного напряжения, выход коммутатора подключен к третьему входу цифрового фазометра и второму входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен

K второму входу фазового детектора.

8

10

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации, представленной в виде угла поворота вала, с цифровым вычисли-, тельньм устройством. С целью уменьшения погрешности дрейфа нуля преобразователя в преобразователь по авторскому свидетельству № 1095215 введены источник синхроимпульсов, фазовый детектор, фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и коммутатор. В датчике угла параметрического типа происходит периодическое изменение первой и второй индуктивностей по синусоидальному закону с частотой Wj и с относительным сдвигом по фазе на угол, пропорциональный углу поворота ротора датчика. Источник синхроимпульсов, фазовый детектор. фильтр низкой частоты, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты с переменным коэффициентом образуют генератор с переменной частотой следования импульсов, выходные сигналы которого через делитель частоты поступают на управляющий вход источника переменного напряжения. В первом положении коммутатора источник переменного напряжения вырабатывает синусоидальное напряжение питания датчика с частотой со, - со . На выходе датчика формируются сигналы переменного тока частотой СОо, модулированные по амплитуде с частотой W,. Двухка- нальный фильтр из выходных сигналов датчика выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой (О,-и„. сдвиг по фазе между которыми пропорционален углу поворота внутри полюсного деления датчика. Цифровой фазометр формирует код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения одного знака. Во втором положении коммутатора источник вырабатывает синусоидальное напряжение с частотой Oj сОц. Двухканальный фильтр выделяет два гармонических сигнала с разностной частотой (А)J-cj, сдвиг по фазе между которыми пропорционален дополнению угла поворота до 360 град.эл. Цифровой фазометр формирует cHa4kna код, эквивалентный углу поворота с ошибкой измерения другого знака, а потом, с учетом результата первого измерения, формирует истинное значение кода угла. 1 ил. S Isd СЛ Ю