Преобразователь угол-код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования и вычислительной техники и, в частности, может быть использовано в цифровых следящих системах.

Известен нреобразователь угол-код, содержащий сельсин-датчик, подключенный к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы которого соединены со входами элементов «ИЛИ, подключенных к устройству определения направления вращения.

Недостатком известного устройства является относительная сложность и вызванная ею недостаточно высокая надежность работы.

Целью изобретения является повыщение надежности работы и упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в известное-устройство введены элементы «И, триггер и дополнительные элементы «ИЛИ, выходы которых подключены к входам триггера, выходы которого соединены со знаковыми входами аналого-цифрового преобразователя, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первым входам нечетных и четных элементов «И, выходы первого и второго элементов «ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами нечетных и четных элементов «И.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 изображена зависимость трехфазного напряження сельсин-датчик от угла поворота сельсина (утолщенной линией на этой фигуре показано напряжение, которое используется для определения внутрисекторного кода угла и которое состоит из i2 секторных напряжений, соответствующих изменению угла в пределах ЗО).

Преобразователь содержит сельсин-датчик 1, жестко связанный механической передачей с вращающимся вало.м, АЦП 2, элементы «ИЛИ 3-6, элементы «И 7-10 и триггер 11.

Цифрами 12, 13 обозначены соответственно знаковые входы аналого-цифрового преобразователя: 12 - вход сигнала наличия «прямого направлепия вращения, 13 - вход сигнала наличия «обратного направления вращения. Цифрами 14-17 обозначены соответственно выходы нанряжений, соответствующих нечетным и четным секторам угла поворота вала, и выходы сигналов единичного положительного и отрицательного нриращений угла аналого-цифрового преобразователя 2.

Линией 18 выход сельсин-датчика 1 соединен с аналоговым входом аналого-цифрового нреобразователя; линией 19 выход первого элемента «ИЛИ 3 соединен с входами первого и второго элементов «И 7 и 8. Линией

20 выход второго элемента «ИЛИ 4 соединен с входами третьего и четвертого элементов «И 9 и 10. Линией 21 выход первого элемента «И 7 соединен с входом четвертого донолнительного элемента «ИЛИ 6; линией 22 выход второго элемента «И 8 соединен с входом третьего дополнительного элемента «ИЛИ 5; линией 23 выход третьего элемента «И 9 соединен со входом третьего дополнительного элемента «ИЛИ 5; линией 24 выход четвертого элемента «И 10 соединен с входом четвертого донолнительного элемента «ИЛИ 6. Лининей 25 выход третьего элемента «ИЛИ о соединен с первым входом триггера 11; линией 26 выход четвертого элемента «ИЛИ 6 соединен с вторым входом триггера 11.

Сельсин-датчик 1 предназначен для преобразоващия угла поворота вала в трехфазное напряжение, модулированное но закону синуса угла поворота.

АЦП 2 необходим для преобразования указанных напряжений в цифровой эквивалент, выделения напряжений, соответствующих 12 секторам по 30 каждый, и получения единичных приращений изменения угла поворота вала внутри каждого сектора.

Назначение элементов 3-10 определяется их названием.

Триггер 11 предназначен для управления знаковыми входами 12 и 13 АЦП 2.

Преобразователь угол-код, изображенный на фиг. 1, работает следующим образом.

Сельсин-датчик 1 по линии 18 выдает на вход АЦП 2 трехфазное напряжение, модулированное по закону синуса угла поворота вала. АЦП 2 детектирует его, выделяя при этом огибающие трехфазного напряжения, а также напряжения, соответствующие 12 секторам но 30 каждый, как это показано на фиг. 2 утолщенной линией.

Границы напряжений указанных секторов определяются пересечением огибающих между собой и с нулевым уровнем напряжения. Для определения внутрисекторного кода угла используется напряжение, изображенное на фиг. 2 утолщенной линией, и изменяющееся в каждом секторе приблизительно (с точностью 2%) по линейному закону. При преобразовании в код внутрисекторных напряжений знак единичных приращений (знак разности последующим и предыдущим значением кода угла) будет одним во всех нечетных секторах и противоположным во всех четных секторах.

С учетом знака единичного приращения угла внутри каждого сектора, значение которого однозначно определяется соответствующим сочетанием трех фаз огибающих (см. фиг. 2), и четности сектора определяется значение сигнала «прямого направления вращения либо сигнала «обратного направления вращения на знаковом входе 12 или 13 блока аналогоцифрового преобразования 2.

Сигналы единичного положительного приращения поступают с третьего выхода 16 АЦП 2 на ВХОДЫ элементов «И 7 и 9. Сигналы единичного отрицательного приращения поступают с четвертого выхода 17 блока АЦП 2 на входы элементов «И 8 и 10. Одновременно признаки нечетного и четного секторов поступают соответственно с первого и второго выходов 14 и 15 АЦП 2 на входы элементов чИЛИ 3 и 4.

Любому положению вала соответствует наличие одного из 12 секторных уровней напряжения, т. е. с выхода одного из элементов «ИЛИ 3 или 4 выдается разрещающий уровень на входы элементов «И 7, 8 или 9, 10. Так, например, при нахождении вала в одном из нечетных секторов с выхода элемента «ИЛИ 3 поступает разрещающий уровень напряжения на первые входы элементов «И 7 и 8.

При наличии положительного единичного приращения выходной сигнал элемента «И 7 через элемент «ИЛИ 6 устанавливает триггер 11 в такое состояние, что он выдает на знаковый вход 12 АЦП 2 сигнал наличия «прямого направления вращения.

При наличии отрицательного единичного приращения, поступающего с четвертого выхода 17 АЦП 2, выходной сигнал элемента «И 8 через элемент «ИЛИ 5 устанавливает триггер 11 в такое состояние, при котором на знаковом входе 13 АЦП 2 появится сигнал наличия «обратного направления вращения.

Аналогично описанному при нахождении вала в четном секторе с помощью положительного или отрицательного единичных приращений производится управление состоянием триггера 11 с элементов «И 9, 10 через элементы «ИЛИ 5, 6.

Таким образом, предлагаемый преобразователь обеспечивает больщую надежность изза уменьщения числа элементов, входящих в преобразователь, при одновременном упрощении устройства.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий сельсин-датчик, подключенный к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, первый и 1второй выходы которого соединены с входами первого и второго элементов «ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы и упрощения преобразователя, в него введены элементы «И, триггер и дополнительные элементы «ИЛИ, выходы которых подключены к входам триггера, выходы которого соединены со знаковыми входами аналого-цифрового преобразователя, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первым входам нечетных и четных элементов «И, выходы первого и второго элементов «ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами нечетных и четных элементов «И,

.г

-0 г|-111- 1

1 I ZJ 22 „JeJ Ur «

U2.Z