СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 H03M1/50 

I

Изобрегенне отпосится к вычпслительпон техиике, а именно, к способам преобразования угла поворота вала в код, п может быть нспользовапо прп создании автоматизированных информационных и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами.

Известои способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на последовательных преобразованиях угла поворота вала в амплитуды переменных напряжений (токов) и использовапии сипусо-косипуснон электрической машины, а затем амплитуд иеременных нанряжений (токов) в фазовый сдвиг с помощью фазосдв1паюш,ей RC-цепочкн с последующим измерением фазового сдвига.

В иреобразователях, построенных но известному способу, ошибка преобразования зависит от оншбки электрической машины, ошибки фазосдвшающей RC-цепочкн, ошибки формирователей пмнульсов, оп1ибкп, обусловленной нагрузкой па RC-цепочку и сдвигом фаз между питающим и выходными напряжениями электрической машины, а также ошибки, вызванной задержками в линиях связи между элементами иреобразователя.

Мекоторые из этих ошибок можно уменьшить нутем онределенной начальной установки электрической мап1ины, а также путем использования двух фазосдвигающих RC-цепочск. Однако, так как эти ошибки существенно

2

МСН5ПОТСЯ в зависимости от окружающих условий и от времени, то не достигается высокая точность преобразования в условиях жестких мехаиическпх и климатических воздействий в течение длительного времени. Это относится, в первую очередь, к ошибке, вносимой фазосдвигающей RC-цепочкой из-за изменения величин емкостн конденсатора п сопротивления резистора в результате их старения, что является серьезным фактором, препятствующим широкому применению этого способа в преобразователях угла поворота вала в код.

Целью настоящего изобретения является новышеиие точиости преобразования угла поворота вала в код путем исключения ошибок RC-цеиочкн, формирователе импульсов, ошибок, вызванных сдвигом фаз между питающим и выходными напряжениями злектрической машины, нагрузкой на фазосдвигающую R(neH04Ky, задержками в линиях связи, а также значительного уменьшения ряда других оишбок.

После измерения фазового сдвига известным сиособом входы RC-цепочки меняют местами, затем вторично проводят измерение фазового сдвига известным способом, после чего результат преобразования в коде находят как полуразность результатов двух измерений.

Согласно предлагаемому способу выполияется следующая последовательность операций. 1.Преобразуют угол поворота вала а в электрические сигналы переменного тока Ui и Ua, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота вала а: и, Uo sina sincot ; U Uo cosa sincot . 2.Преобразуют полученные сигналы переменного тока L/i и Uc в код угла поворота вала Na. Например, в соответствии с одним из известных способов, сначала сдвигают напряжепие U по фазе на угол + , а напряжение U2 - па угол - , а затем полученные 4. при этом напряжения Ui и Uaa складывают, а фазу результирующего напряжения Ua преобразуют в код Nii: Uo sina-sin ( ш1 | - - ) ; и.,;, :--: Ьо cosa sin ( ) ; и, : и,,-, и,,, . и„ sin (оЛ коэффициент пропорциональности между кодом и углом поворота. 3. После преобразования в код известным способом сигналы переменного тока меняют местами, а затем вторично проводят преобразование электрических сигналов переменного тока в код угла поворота известным способом. Сначала сдвигают напряжение Ua по фазе на угол + а наиряжение U| - на угол - , а затем полученные при этом напряжения и и,с, складывают, а фазу результируюгцего напряжения Us преобразуют в код Ns: .6 Ь,, cosa-sin {м{ j- - j ; U|5-.: Co sina.sin (u)t -) ;

U,,,-, -U,,-, : U,, Sin(o)t-i

N,. a

4. После этого результат преобразовання угла поворота вала в код N находят как полуразность результатов двух преобразований кодов Nil, No и

где; Na - результат преобразования для случая нахождения переключателя 3 в положении

К - масштабный коэффициент; « - измеряемый угол; Ala- ошибка фазосдвнгающей НС-цепочки, обусловленная изменениями величин сопротивления резистора и емкости конденсатора; (N,-N,).-.K(..). Следовательно, значение кода N, найденного в соответствии с действиями, указанными в формулировке предмета изобретения, пропорционально значению угла поворота вала а. На чертеже представлен один из возможных вариантов схемы преобразователя, реализующий предлагаемый способ. Преобразователь содержит электрическую машину У, имеющую статор 2 и ротор 3, переключатель входов фазосдвигающей цепочки 4, фазосдвигающую цепочку 5, формирователи импульсов 6 и 7, генератор импульсов высокой частоты 8, разрешающе-запрещающее устройство 9 и счетчик 10. Преобразователь работает следующим образом. Низкочастотное синусоидальное напряжение питающей сети подается на одну из обмоток статора 2 электрической машины /, а также на формирователь импульсов опорной фазы 6. Синусоидальные напряжения с обмоток ротора 3, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота ротора 3, поступают на переключатель входов фазосдвигающей цепочки 4, имеющий два положения «а и «б. В положении «а напряжение с синусной обмотки подается на резистор, а напряжение с косинусной обмотки подается на конденсатор фазосдвигающей .цепочки 5. В положении «б переключателя входы фазосдвигающей цепочки 5 меняются местами. Напряжение с RC-цепочки 5 подается на формирователь импульса 7, который выдает на разреплающее-запрещающее устройство 9 импульс, фаза которого пропорциональна углу поворота ротора 3 электрической машины /. Импульсом с формирователя 6 разрешается, а импульсом с формирователя 7 запрещается прохождение сигналов с генератора импульсов высокой частоты 8 на вход счетчика 10. В результате счетчиком 10 фиксируется число импульсов, пропорциональное углу поворота ротора 3 электрической машины 1. Код со счетчика 10 передается в цнфровую вычислительную мап1ипу (ЦВМ). Если переключатель 4 находится в ноложении «а, то число, переданное в ЦВМ, будет равно N. K(J + a-fAn,-fA.u-fA.a+Au.+A.a + -fAc-.-f АТН),