ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В УГОЛ ПОВОРОТА ВАЛА Советский патент 1973 года по МПК H03M1/66 G05D3/12 

1

Изобретение относится к области цифроаналогового преобразования, а именно к преобразователям кода в угол поворота вала, и может быть использовано, например, в устройствах вывода данных из цифровой вычислр1тельной машины (ЦВМ), входящей в состав системы управления объектами.

Известны преобразователи кода в угол поворота вала, в которых в качестве источника информации об-угле поворота вала применяются синусно-косинусные датчики индукционного типа. Такие преобразователи кода в угол поворота вала содержат преобразователи кода в напряжение (ПКН), выполненные на основе матрицы типа Д-2R с суммированием напряжений, модулирующие выходные напряжения с датчика, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота его ротора, соответственно кодами синуса и косинуса декодируемого угла, фазовые детекторы, инверторы фазы, дифференциальный усилитель для формирования напряжения, пропорционального разности модулированных сигналов, и исполнительное устройство.

В известных преобразователях к синусной и косинусной выходным обмоткам датчика подключены два дополнительных преобразователя кода внапряжение, управляемые кодами соответственно косинуса и синуса декодируемого угла.

Применение в одном преобразователе до четырех таких сложных цифро-аналоговых устройств, как .преобразователи кода в напряжение, усложняет его схему, кроме того,

необходимость вывода из ЦВЛ1 кодов синуса и косинуса угла поворота вала, а не кодов самого угла приводит к непроизводительной загрузке ЦВМ.

Цель изобретения - упрощение схемы устройства нутем исключения из ее состава преобразователей кода в напряжение, уменьшение загрузки ЦВМ за счет перехода к использованию кода самого декодируемого угла, а не кодов его синуса и косинуса.

Это достигается тем, что при модуляции выходных напряжений датчика напряжениями, пропорциональными синусу и косинусу декодируемого угла, используется синусоидальный характер изменения во времени напряжения, питающего датчик. Для этого в схему преобразователя, содержащего блок выделения момента перехода напряжений на выходе датчика через нуль, устройство сравнения напряжений и исполнительное устройство, включены схема запоминания напряжения, преобразователь кода во временной интервал и линия задержки. Один вход устройства сравнения напряжений подключен непосредственно к синусной выходной обмотке

датчика, другой - к косинусной выходной

обмотке через схему для запоминания мгновенного значения напряжения. Шина импульсного опроса устройства сравнения подсоединена к выходу преобразователя кода во временной интервал через линию задержки

на 1,5 л-, а шина сигнала момента фиксаш

дни схемы запоминания напряжения подключена к выходу этого преобразователя непосредственно.

На чертеже показана блок-схема преобразователя кода в угол поворота вала.

Преобразователь содержит сипусно-косинусный датчик 1, схему 2 запоминания напряжения, вход которой подключен к выходу косинусной обмотки датчика, устройство 3 сравнения напряжений, один из входов которого соединен с выходом синусной обмотки датчика, а другой - с выходом схемы 2 запоминания напряжения. Схема запоминания напряжения имеет два импульсных входа: «Фиксация - для приема сигнала запоминания текущего значения входного напрял :ения и «Сброс - для приема сигнала срирания зафиксированного значения напряжения. В схему преобразователя входят также блок 4 выделения момента перехода напряжений через нуль, преобразователь 5 кода во временной интервал, исполнительное устройство 6, линия 7 задержки, фазосдвигающий контур 8.

Преобразователь 5 кода во временной интервал состоит из импульсно-потенциального вентиля 9, генератора 10 импульсов, счетчика 11 импульсов, регистра 12 для хранения кода декодируемого угла а, схемы 13 сравнения кодов, выдающей сигнал в момент равенства кодов, записанных в счетчике 11 и регистре 12, и триггера 14.

Исполнительное устройство представляет собой преобразователь сигнала переменного тока, формируемого устройством 3 сравнения напряжений, в угол поворота вала сх/ и может быть выполнено, например, в виде усилителя и шагового двигателя с устройством управления или усилителя и асинхронного двухфазного срабатывающего двигателя.

Датчик / запитывается напряжением

U,(,

где Vm - амплитуда напряжения, питающего

датчик;

со - круговая частота питающего напряжения;

Ф - сдвиг по фазе питающего датчик напряжения относительно напряжений на его синусной и косинусной выходных обмотках; t - время.

С выходных обмоток датчика снимаются напряжения

f/i : Ки Sin а Sin o)i, f/j : KU COS a Sin t,

где к - коэффициент трансформации датчика;

а-угол поворота ротора датчика. Напряжение Oj с фазосдвигающего контура на один вход устройства 3 сравнения напряжений. На другой его вход подается мгновенное значение f/2 напряжения f/2. Значение 62а запоминается в схеме 2 запоминания напряжения в момент времени, которому соответствует величина ы а. Для выработки момента запоминания мгновенного значения напряжения t/2 служит преобразователь 5 кода во временной интервал. Его запуск происходит с частотой ы в моменты перехода мгновенного значения напряжений Ll и Hz через нуль. Сигнал запуска поступает с блока 4 выделения момента перехода напряжений через нуль на триггер 14, открывающий вентиль 9, через который с генератора 10 подаются импульсы в счетчик 11В регистре 12 записан код декодирующего

угла ос. В моменты равенства кодов, записанных в счетчике //и регистре 12, со схемы 13 сравнения поступает сигнал на сброс в нуль триггера и счетчика. Сигнал с выхода схемы сравнения кодов проходит одновременно в

схему 2 запоминания напряжения. После поступления сигнала с выхода схемы сравнения кодов (и до -прихода имлульса «Сброс с линии 7 задержки) схема заноминания напряжений обеспечивает постоянство напряжеПИЯ f/2c. на входе устройства 3 сравнения напряжений. Опрос устройства сравнения напряжений осуществляется сигналом «Опрос, формируемым схемой сравнения кодов и задержанным на 1,5 я- линией 7 задержки.

а)

Одновременно с сигналом «Опрос проводится сброс фиксированного значения напряжения f/aa на выходе схемы 2 запоминания напряжения. При этом на выходе этой схемы

восстанавливается текущее значение напряжения /2, с-1зменяющегося во времени по синусоидальному закону.

Линия 7 задержки может быть выполнена любым из известных способов.

В момент опроса устройства сравнения напряжений

. 1,5-,

и, - Ки sin а sin (а + 1,5и) - К.и sin а COS я, а Uj,,,t а KUm. COS Sta «. Ш t/2oc - (U,) Ки sin (a - a).

При , . Таким образом, устройство, построенное по описанной схеме, обеспечивает преобразование кода в угол поворота вала.J

„,

Предмет изобретения

Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий синусно-косинусный датчик, вход которого соединен через исполнительное устройство с выходом устройства сравнения

Напряжений, а первый выход подключен через фазосдвигающий контур к первому входу устройства сравнения напряжений и непосредственно к первому входу блока выделения момента перехода напряжений через нуль, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, он содержит схему запоминания напряжения, линию задержки « преобразователь кода во временной интервал, вход которого соединен с выходом блока выделения момента перехода напряжений через нуль, первый вход соединен с входом «Фиксация схемы запоминания напряжения, второй выход соединен через линию задерм ки с входом «Опрос устройства сравнения напряжений и с входом «Сброс схемы запоминания напряжения, вход которой соединен с вторым выходом синусно-косинусного датчика, а выход схемы запоминания напряжения подключен к второму входу устройства сравнения напряжений.

Кодл