Способ преобразования угла поворота в код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/04 

Изобретение отноеится к агзтоматнхе и вычислительной технике и может быть нснользовано в автоматизированных информационных и управляющих системах с цнфровыми вычислит ел ь i-i ы м и машина м н.

Известен способ преобразования угла поворота в код, основанный на нреобразовании угла поворота в синфазные напряжения, пропорциональные синусу и косннусу угла, выделении постоянных составляющих напряжений с последующим геометрическим суммированием этих напряжений. Однако отмечается низ:кая точность при температурных колебаниях среды, окружающей сннусно-косилусный датчик угла. Это обусловлено тем, что в процессе преобразования используют сигналы, которые зависят от коэффициента трансформации синусно-косинусного датчика угла, а также сигнал, формируемый из сетевого напряжения и независимый от коэффициента трансформации, имеющие различную чувствительность к темнературным изменениям.

Цель изобретения - повышение точности преобразования угла поворота в код. Это достигается тем, что постоянные составляющие амплитудно модулируют питающим напряжением и щиротно-импульсно модулнруют импульсным опорным нанряжением, модулированные напряжения суммируют с геометрпческой суммой ностоян ых составляющих с последующим сравнением полученного результирующего сигнала с с1 Г}1алом, пропорциональным коду подобранного геОл:ет)ического угла, по результатам которого определяют код угла поворота.

Способ поясняется на примере преобразования угла поворота синусно-косннусного датчика угла 3 цифровой код.

Выходные папряження си ну с но-косинусного датчика угла, пропорциональные синусу и косннусу угла ее поворота вала, а также сетевое напряжение, питающее синусно-косинусный датчик угла, демодулируют с получеиием напряжений иостоя/ ного тока

t/д . /г . cos ф sin а, Uл k cos ф cos ос и Ьд,

где ф - сдвиг по фазе между Еыходиь ми напряжепиял;; с 1нусно-косинусного датчика угла и сетевым напряжением, определяемый пара летрами датчика;

k-коэффициент трансформацин синусЮ косинусного датчика угла.

Затем, используя в качестве опорного на пряжения демодулированное напряжение сети 6л, сигналы Ьд k cos ф sin а н 6.-, k X X cos ф cos а подвергают широтно-имнульсной модуляции. В результате вырабатывают щиротко-имиульеные сигналы

и ,, k COSfSina sincc --- «coscp sina и

t/д

и, k coses созя

/fecoscp cosa.

Уд

Этими сигналами амплитудно модулируют демодулирован:ные .напряжения Un k cos фХ Xsin а и /д k- cos ф cos а.лосле чего их суммируют с демодулированным напряжением сега и„ в масштабе Va и выделяют постоянную составляющую, которую можно описать выражением

(U3. k cos ф sin а k cos ф sin а +

2

coscp cosa k coscp cosa + (Уд) -

+ д

1 -f ;fe2cOs2cp

:(;л

с достаточно высокой степенью точности можно записать:

1 + fe-cos-9

t/д Ujikcos f.

Таким образом, полученный сигнал Un k cos cf также зависит от и cos ф, как и демодулированные напряжения с выхода синусно-.косйнусного датчика угла. Далее формируют два сигнала, из которых первый получают путем масштабного суммирования сигналов /Уд . и cos ф sin а, (Уд и cos ф cos а и и а k cos ф, а второй-сигналов f/д k cos фХ Xsin а, (Уд /г cos ф cos а, /7д йCOSф, а также еш,е сипнала ф sin а и .ийвертированного сигнала (Уд/fe cos ф cos а. Масштабные коэффициенты а, b W. с при формировании этих сигналов определены из условия наиболее точного приближения получаемого кода к углу ее поворота вала синусно-косинусного датчика угла в соответствии с выражением

,

b(sina + cosa) -f (sina - cosa)

Р a + b (sina + cosa)

Таким образом, первый

сформированный сигнал получают равным

(/ / cos + b (sin а + cos а) , а второй - 5 f/д fe cos -f 6 (sin а -f cos к) -f (sin a-cos a)

После этого первый полученный сигнал модулируют некоторым пробным значением кода р и сравнивают со вторым сигналом. Различные пробные значения кодов р задают до тех пор, пока эти сигиалы не оказываются равными. В этот момент значение кода (3 соответствует значению угла а поворота вала синусно-косинусного датчика угла.

Независилюсть получаемого кода но иредлагаелюму сиособу преобразования от параметров синусно-косинусного датчика угла приводит к повышению точности преобразования и стабильности результатов в широком температурном диапазоне. Например, при использовании синусно-косинусного датчика угла с Ф 10° и при изменении Аф 3° при повышении температуры окружаюш,ей среды ошибка преобразования увеличивается лишь на 20.

Формула изобретения

Способ преобразования угла поворота в код, основанный на преобразовании угла поворота в синфазные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота, выделении постоянных составляюш,их напряжений с последуюш.им геометрическим суммированием этих напряжений, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, постоянные составляющие амплитудно модулируют питающим напряжением и широтно-импульсио модулируют опорным напряжением, модулированные напряжения суммируют с геометрической суммой постоянных, составляющих с последующим сравнением полученного результирующего сигнала с сигналом, пропорциональным коду подобранного геометрического угла, ио результатам которого определяют код угла поворота.