ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Советский патент 1974 года по МПК H03M1/48 

1

Изобретение относится к технике преобразования аналоговых величин в код и может быть применено в автоматизированных информационных и управляющих системах с цифровыми вычислительными машинами для преобразования угла поворота вала в код с использованием в качестве датчиков синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ), питание которых осуществляется двумя напряжениями прямоугольной формы, сдвинутыми одно относительно другого по фазе на 90°.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, который запитывается от генератора тактовых импульсов двумя напряжениями прямоугольной формы, сдвинутыми одно относительно другого по фазе на 90°; фазовый детектор, соединенный с выходом счетчика, подключенного к генератору, управляемому напряжением с выхода фильтра низких частот, вход которого через фазовый детектор связан с выходной обмоткой СКВТ. Двоичный код, соответствующий углу поворота вала а СКВТ, получают в регистре хранения путем стробирования при помощи формирователя строб-импульсов вентилей, соединенных с каждым разрядом счетчика.

Однако известный преобразователь имеет недостаточную точность преобразования, которая обусловлена скосом верщин выходного напряжения СКВТ прямоугольной формы, вследствие того, что активное сопротивление обмоток питания СКВТ не равно нулю, а их

индуктивность не бесконечно велика. Погрешность преобразования имеет особенно большое значение в преобразователе угла поворота вала в код, в котором в качестве датчика использован многополюсный СКВТ с электрической редукцией, где она может достигать 10 и более. Кроме того, погрешность увеличивается с повышением температуры окружающей среды СКВТ из-за увеличения активных сопротивлений обмоток питания СКВТ.

Целью изобретения является повышение точности преобразования утла поворота вала в код.

Для этого в преобразователь введен источник постоянного тока, причем входы фазового детектора подключены к выходам СКВТ, один выход фазового детектора соединен со входом фильтра низких частот и одним выходом источника постоянного тока, другой выход - со вторым входом фильтра низких частот, управляющие входы фазового детектора подключены к соответствующим выходам счетчика.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит СК.ВТ 1, в качестве источника питания которого используется тенератор тактовых импульсов 2, выходы которого соединспы со входными обмотками СКВТ 1. Выходная обмотка подключена ко входу фазового детектора 3, содержащего ключи 4, 5, 6 и 7, причем первый управляющий вход фазового детектора 3 соедипеп с одним плечом триггера старшего разряда 8 счетчика 9, а второй унравляюодий вход его - с другим плечолг триггера етаршего разряда 8. Выходы фазового детектора 3 подключены ко входам фильтра пизких частот 10, а один из них соединен также и с выходом источника постоянного тока 11. Выход фильтра низких частот 10 через генератор, управляемый напряжением 12, связан со входом счетчика 9. Выходы всех разрядов счетчика 9 соединены через вентили 13 со входами регистра хранения 14. Управляющий вход вентилей 13 подключен к формирователю строб-импульса 15, который соединен по входу с одним из выходов генератора тактовых импульсов 2.

Преобразователь работает следующим образом.

При повороте вала СКВТ I на некоторый угол а фазовый детектор 3 вырабатывает напряжение рассогласования. Постоянная составляющая этого напряжения, выделяемая фильтром низких частот 10, пропорпиональна разности между углом а поворота вала СКВТ 1 к вырабатываемым значением угла ср, определяемым фазой илтульса триггера ст аршего разряда 8 счетчика 9. Генератор, управляемый нанряжепием 12, изменяет частоту возбуждения счетчика 9 до тех нор, пока постоянная составляющая напряжения с выхода фазового детектора 3 не будет пулю. Когда разность между углами а и ф сводится к нулю, стробируя каждый разряд счетчика 9 импульсом с формирователя стробимпульса 15 на вентилях 13, в регистре хранения 14 получаем двоичный код, соответствующий углу а поворота вала СКВТ 1. Однако, так как выходное напряжение СКВТ 1 прямоугольной формы имеет скосы верщин, ввиду того, что активное сопротивление входных обмоток питания СКВТ 1 не равно пулю, а их индуктивность пе равна бесконечно велика, полученный двоичный код будет соответствовать углу а поворота вала СКВТ 1 с некоторой постояппой погрещпостью, определяемой величиной этих скосов. Чтобы компенсировать постоянную погрещпость, ток от

пс11)чника постояппого тока 11 при поступлеiinn вкючающего сигнала с триггера CTapniero разряда 8 счетчпка 9 на первый управляющий вход фазового детектора 3 пропускается через за.мкпутый ключ 4 по выходной обмотке СКВТ 1, а при поступлении включающего сигнала с триггера старщего разряда 8 на второй управляющий вход фазового детектора 3, замыкается на землю через ключ 7. Компепсирующий ток источника постоянного тока 11 выбирают таким, чтобы падение напряжения па в1:.1ходпой облютке СКВТ 1, вызванное протеканием этого тока, было равно постоянной составляющей напряжения, определяемого

скосом вершип выходного напряжения СКВТ 1. ТакиА образом, постоянная составляюи;ая выходпого напряжения фазового детектора 3 будет смещена иадением напряжепия на выходной обмотке СКВТ 1 на величину, равную постоянной погрешности с противоп(5ложпым знаком. В этом случае постоянная riorpeniHOCTb иреобразоваршя будет компенсироваться и при изменении температуры окружающей среды СКВТ 1, так как компенсирующнй ток при указанном выгпе его выборе зависит только от отнощения активных сопротивлений входных и выходных обмоток СКВТ 1.

Предмет изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащпй -последовательно включенные генератор тактовых импульсов, синусно-косипусный вращающийся трансформатор, фазовый детектор, фильтр низких частот, генератор, управляеА1ый напряжение, и счетчик, выход каждгГО разряда которого соединен с вентилями, связанными уиравляющими входами

с формирователем строб-импульса, подключенным к одному из выходов генератора тактовых импульсов, и выходами соединенных с регистром хранения, отличающийся тем, что, с пслью повыщения точности преобразования, в преобразователь введен источник постоянного тока, причем входы фазового детектора подключены к выходам синусно-косинуспого вращающегося трансформатора, один выход (фазового детектора соединен со

входом фильтра низких частот и одним выходом источника постоянного тока, другой выход- со вторым входом фильтра низких частот, управляющие входы фазового детектора подключены к еоответствующим выходам

счетчпка.