УСТРОЙСТВО для ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕЛИЧИНЫ УГЛА Советский патент 1970 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к области вычислительной техники и систем управления, в частности к классу аналогово-цифровых функциональных преобразователей.

Известны устройства, в которых связь с ЦВМ датчиков, выходными нараметрами которых является угол поворота, осуществляется посредством синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, установленных на выходных валах датчиков.

В известных устройствах для преобразования в цифровой код величины угла, заданного аналоговыми значениями его синуса и косинуса, используется линейный иреобразователь аналог-код, кодирующий сигнал синуса, при использовании косинуса в качестве опорного сигнала. На выходе этого преобразователя формируется код тангенса угла, который преобразуется в код угла в отдельном цифровом функциональном преобразователе либо в ЦВМ.

В отличие от известных в основу предлагаемого устройства положено использование линейного преобразователя аналог-код с внешним источником эталонного сигнала.

Предлагаемое устройство ио сравнению с известными обеспечивает существенное упрощение за счет исключения необходимости цифрового функциоиального (арктаигеиного) преобразования при сохранении высокой точности без использования двухотсчетных датчиков.

Применение устройства особенно эффективно при использовании в устройствах ввода-вывода управляющих электронных вычислительных машии.

На чертеже представлена блочная схема устройства для преобразования в цифровой код величины угла, заданного аналоговыми

значениями его синуса и косинуса, где: 1 - линейный преобразователь аналог-код, 2 - суммирующий элемент, 3 - преобразователь код-аналог, 4 - шина синуса преобразуемого угла, 5 - шина косинуса преобразуемого

угла, 6 - выходная цепь устройства, 7 - кодирующий вход преобразователя аналог-код 8 - вход эталонного сигнала преобразователя аналог-код, 9-выход преобразователя аналог-код, 10 - выход суммирующего элемента, 11, 12, 13 - входы суммирующего элемента, /4 -выход преобразователя код-аналог, 15 - вход эталонного сигнала преобразователя код-аналог, 16 - цифровой вход иреобразователя код-аиалог, 17--масштабирующий

элемеит. В состав устройства входят три осиовиых узла: линейный преобразователь аналог-код , суммирующий элемент 2 и линейный преобразователь код-аналог 5.

обеспечивает формирование кода числа X, равного отношению аналогозых величин, иоданных на кодиругощий 7 и эталонный 8 входы соответственно. Преобразователь код-аналог 3, иредставляющий собой также стандартный иреобразователь код-аналог, осущесгввляет суммирование эталонного сигнала в масштабе веса включенных разрядов. Аналоговая величина на выходе преобразователя код-аналог 14 иропорциональна в выбранном масштабе /Ci нроизведению зталоииой величины, иоданной на вход нреобразователя код-аналог 3, на число отображаемое кодом, ноданным на цифровой вход иреобразователя код-аналог 16.

Суммирующий элемент 2, иредставляющий собой также стандартный суммирующий элемент, формирует иа выходе 10 аналоговую величину, равную сумме величин на его входах 11, 12, 13..

Шина синуса преобразуемого угла 4 иодключена к входам 7 и 15 узлов 1 я 3 соответственно. Вход 8 узла 1 иодключен к выходу 10 узла 2, входы которого 11 и 12 подключены соответственно к шине косинуса преобразуемого угла 5 и к выходу 14 преобразователя код-аналог 3, вход 16 которого подключен к выходу 9 иреобразователя аналог-код 1, выход которого является одновременно выходом устройства в целом.

Устройство работает следующим образом.

На входы цеией синуса 4 и косинуса 5 подаются сигналы т sin а и m cos а, а на выходе преобразователя аналог-код 9 формируется код числа X, на выходе-преобразователя код- аналог преобразователя 3 появляется аналоговая величина тК, X sin а и на выходе суммирующего элемента 10 - величина т cos а + ,+ тК.Х sin а, представляющая собой эталонный сигнал иреобразователя аналог-код 1. Поскольку на кодирующий вход 7 этого преобразователя подана аиалоговая величина m sin а, величина X на выходе преобразователя аналог-код 9 будет удовлетворять соотнощению

у/HStnatga

./ - - ,

т COS а-{ аl + KiXtga

Отсюда следует, что выходная величина X связана с входной величиной а зависимостью:

у - lH-/l + 4/ :itg%/14

Для Ki 0,345 -f 0,346 абсолютная разность Д - а/ не превышает 0,0008 рай для О X 0,785.

Таким образом, код /Y иа выходе устройства соответствует преобраз емому углу а, заданному значениями его синуса и косинуса, причем методическая ошибка не превышает 2,75 угловых минуты, или 0,1% от диапазона преобразования.

Г1ри необходимости эта ошибка может быть

уменьшена до величины меньшей 0,0008 рад,

или 1 угловой минуты, путем подключения шины синуса через масштабирующий элемент 17

к входу суммирующего элемента 2.

Масштабирующий элемент 17 обеспечивает подачу на вход 13 суммирующего элемента 13 величины /n/Cssina.

Аналогично изложенному выше, величина X на выходе устройства в этом случае удовлетворяет выражению:

Ут sin а

т cos 2 + да/Сг sin а -|- mKiXsla я

tga

l + (KiX+f)tga

ИЛИ

X:

(1 + /Сз tgа) +yi+ 2К, tgа -f (Кг + A:|)tg%

(2)

2/Citga

при Ki 0,36 и /Сз - 0,01 разность Х-а меньше 0,00027 рад или 1 угловой минуты при О J 0,785.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования в цифровой код величины угла, заданного аналоговыми

значениями, его синуса и косинуса, содержащее преобразователь аналог -код, выход которого соединен со входом преобразователя код-аналог, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности

преобразования оно содержит суммирующий элемент, выход которого подключен к опорной щине преобразователя аналог-код; вход преобразователя аналог-код и опорная шина преобразователя код-аналог соединены с узлом формирования .синусоидальной составляющей преобразуемого угла, а выход преобразователя код-аналог соединен с одним входом суммирующего элемента, второй вход которого соединен с узлом формирования косинусоидальной составляющей преобразуемого угла.