ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА Советский патент 1969 года по МПК G05D3/12 H03M1/66 H03M1/48 

Предложение относится к области преобразования и кодирования информации.

Известны преобразователи кода в угол поворота вала, содержащие синусно-1 осинусный датчик, фазовые детекторы, инверторы, блок управления инверторами, дифференциальный усилитель, преобразователи код - напряжение и исполнительное устройство.

Предложенное устройство отличается тем, что в нем вход преобразователя код - напряжение, управляемого кодом синуса декодируемого угла, подключен через первый инвертор к синусной выходной обмотке датчика, параллельно первому преобразователю код - напряжение, управляемого кодом косинуса декодируемого угла, подключен через второй инвертор к синусной обмотке датчика, параллельно второму преобразователю код - напряжение. Это позволяет повысить точность преобразования.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Датчик 1 запитывается напряжением UQ отах sin (О t, где: t/, max - амплитуда питающего напряжения; со - круговая частота питающего напряжения.

С выходных обмоток датчика снимаются напряжения

где k - коэффициент трансформации датчика; ф1 и ф2 - сдвиги фазы выходных напряжений датчика относительно питающего напряжения соответственно на синусной и косинусной обмотках датчика.

Напряжения f/o, и Uo, с выходных обмоток датчика подаются через инверторы фазы 2 и

3на запитку преобразователей код - напряжение ((ПКН) 4 и 5. Е устройстве используется ПКН с суммированием напряжений на матрице сопротивлений типа R - 2R. На ПКН

4подается двоичный код, пропорциональный косинусу требуемого угла поворота, на ПКН

5- код, пропорциональный синусу этого угла. С выходов ПКН 4 и 5 снимаются соответственно напряжения

L/i Ш max Sin (ш -f cpi) sin a COS a И

Uf Ш max Sin (ш -f cp,) COS « Sfn a.

Напряжение, пропорциональное разности - L/i-Vz, формируемое дифференциальным усилителем 6, поступает на исполнительное устройство 7.

При одинаковом сдвиге фаз выходных напряжений датчика относительно питающего Ф ф1 Ф2 имеем

Ш-Ш тях sin ((U/+)(Sin а COS а-COS а sina) 0 max sin (ш if + p) sin (я - у).

исполнительным устройством 7, Последнее обеспечивает поворот ротора датчика 1 в направлении уменьшения сигнала рассогласования t/p. После окончания отработки, при Af/ О, вращение ротора датчика 1 прекращается, при этом угол а равен углу а (без учета ошибок системы).

Для правильной работы устройства необходимо соблюдение следующих условий:

1)сигналы на усилитель 6 следует подавать в противофазе (сигнал на выходе датчика меняет форму на противоположную при переходе через О и 180° (электрических) для синусной и 90 и 270° для косинусной обмотки);

2)ротор датчика 1 всегда должен вращаться в сторону уменьшения разности (а - а).

Для выполнения этих условий в устройстве имеется логический блок 8, вырабатывающий сигналы, управляющие инверторами 2 и 3. Входной информацией для блока 8 служат сигналы о моментах перехода через О огибающих напряжений Uo и t/o, поступающие с фазовых детекторов 9 и 10, и значения sign sin а и sign cos а, поступающие из ЦВМ.

Поскольку входное сопротивление ПКН 4 и

гК

о изменяется от - до оо в зависимости от поступающего кода, а выходное сопротивление обмоток датчика 1 достаточно велико, то нагрузки на выходные обмотки датчика в общем случае не равны друг другу. Это приводит к ошибке в отработке угла а. Кроме того, выходные напряжения датчика / сдвигаются по фазе относительно питающего напряжения на

различные углы в зависимости от величины выходного сопротивления ПКН 4 и 5, т. е. в общем случае . Указанный сдвиг приводит к дополнительной ошибке в отработке угла а. Влияние изменения сопротивления нагрузки при вращении выходного вала на точность работы преобразователя устраняется при обеспечивании равенства нагрузок на выходные обмотки датчика 1 при любом угле

поворота. Для этого к каждой из выходных обмоток датчика 1 в качестве шунтирующих сопротивлений подключены дополнительные ПКН и и 12. Если на вход основного ПКН подается двоичный код, пропорциональный величине sin а, то на дополнительный - cos а (и наоборот).

Предмет изобретения

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий синусно-косинусный датчик, фазовые детекторы, инверторы, блок управления инверторами, дифференциальный усилитель, преобразователи код - напряжение и исполнительное устройство, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности, в нем вход преобразователя код - напряжение, управляемого кодом синуса декодируемого угла, подключен через первый инвертор к синусной выходной обмотке датчика, параллельно первому

преобразователю код - напряжение, а вход преобразователя код - напряжение, управляемого кодом косинуса декодируемого угла, подключен через второй инвертор к синусной обмотке датчика, параллельно второму преобразователю код - напряжение.

ДОои нь/й код cos а

Siffncosotslgnsina Лвоичный код si not