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

третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами сельсин-датчика грубого отсчета.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого двухртсчетного нреобразователя угол - код; на фиг. 2 - огибающие первичных напряжений.

Преобразователь включает в себя сельсиндатчики 1 и 2 грубого (ГО) и точного (ТО) отсчетов, связанные между собой механичесКИМ редуктором 3, формирователь 4 импульса начала отсчета, преобразователь 5 напряжение - число импульсов, блок 6 умножения на коэффициент, дещифратор 7 и реверсивный счетчик 8.

Две фазы сельсин-датчика ГО 1 линиями 9 и 10 соединены с формирователем 4 импульса начала отсчета, а три фазы сельсин-датчика ТО 2 линиями 11, 12 и 13 соединены с входом преобразователя 5. С клеммы 14 опорное напряжение Uon подключается линиями 15 к сельсин-датчику ГО 1, сельсин-датчику ТО 2, формирователю 4 имяульса начала отсчета и преобразователю 5. Один из выходов дещифратора 7 линией 16 связан с входом формирователя 4 импульса начала отсчета и реверсивным счетчиком 8.

Выходы формирователя 4 импульса начала отсчета линиями 17 и 18 связаны с блоком 6 умножения на коэффициент и реверсивным счетчиком 8. Один из выходов преобразователя 5 связан линией 19 с блоком 6 умножения на коэф фициент, два других выхода линиями 20 и 21 связаны с дещифратором 7.

Выход блока 6 умножения на коэффициент линией 22 связан с входом реверсивного счетчика 8. С выходов 23 реверсивного счетчика 8 снимается двоичный код угла поворота вала.

Сельсин-датчики 1 и 2, связанные между собой механическим редуктором 3, преобразуют угол поворота вала в электрический эквивалент, которым является трехфазное напряжение сельсинов ГО и ТО, модулированное по амплитуде по закону синуса угла поворота.

Формирователь 4 импульса начала отсчета преобразует две фазы папряжений сельсиндатчика ГО 1 в импульс начала отсчета.

Преобразователь 5 преобразует три фазы напряжений сельсин-датчика ТО 2 в число-импульспый код и вырабатывает логические сигналы для определения направления вращения.

Блок 6 умножения на коэффициент осуществляет умножение числа импульсов на соответствующий коэффициент, определяемый коэффициентом передачи механического редуктора 3.

Дешифратор 7 определяет направление вращения сельсин-датчиков 1, 2 и в соответстВИИ с этим осуществляет управление реверсивным счетчиком 8 и формирователем 4 импульса начала отсчета.

Реверсивный счетчик 8 осуществляет прямой или обратный счет числа импульсов в зависимости от направления изменения угла поворота вала.

Сельсин-датчики ГО и ТО связаны между собой механическим редуктором с передаточным отношением i.

Преобразователь работает следующим образом.

Положение угла поворота вала задается тремя переменными напряжениями сельсин-датчиков ГО и ТО, связанных передаточным отношением, например, 1 : 36, сдвинутыми друг относительно друга на 120° и модулированными по амплитуде по закону синуса угла по-; ворота вала в каждом отсчете. В предлагаемом устройстве эти напряжения преобразуются в напряжения, являющиеся огибающими перемеппых напряжений.

На фиг. 2 приведены эти огибающие для канала ТО. Как видно из фиг. 2, по огибающим за один оборот вала могут быть определены 12 вспомогательных точек, которые делят полный оборот вала на 12 секторов. С учетом приведенного выше передаточного отношения один оборот точного отсчета осуществляется

360°1ПО

за Ш оборота грубого отсчета, таOD

КИМ образом обеспечивая в каждом секторе 50-.

Каладый сектор представляет собой отрезок линейно-падающего или линейно-нарастающего напряжения, изменяющийся в пределах угла ±50 от точки пересечения соответствующих огибающих. А так как функция sina практически (с точностью 2%) линейна при измепении аргумента а в пределах О - 50 в каждом из Г2-ти секторов, то имеет место прямо пропорциональная зависимость между величиной напряжения огибающей и углом а. ТО.

Таким образом, в каждом секторе для ТО выполняется соотношение , которое может преобразовываться аналого-цифровым преобразователем в число-импульсный код с

кЛ/

-- 1.

ТОЧНОСТЬ до

100%

Таким образом, отрезок в 50 можно раз. 50 сгл бить на число й..

Пусть, например, преобразователь напряжение - число импульсов обеспечивает деление каждого 50 сектора на 10. Тогда за один оборот вала в 360° ГО будет иметь место 12X10X36 4320 импульсов, что отличается от 12-ти разрядного двоичного числа на коэф2« 1212 1 4095

фициент

4320 - 1

4320 - 1

4319

Таким образом, число импульсов преобразовывается в двоичный код угла с помощью

, ,„ 4095

умножения его на коэффициент, равный---.

Начало отсчета (нулевое положение) определяется аналогичным преобразованием двух фаз ГО в их огибающую и моментом перехода этой огибающей через нуль.

Определение момента выдачи импульса начала отсчета в зависимости от направления вращения вала управляется (линия 16) дещифратором 7. Например, в случае прямого направления вращения импульс начала отсчета определяется при переходе огибающей через нуль от отрицательного напряжения к положительному, а в случае обратного направления вращения - от положительного напряжения к отрицательному.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

В момент перехода огибающей ГО через нуль формирователем 4 вырабатывается импульс начала отсчета, который по линии 18 поступает на реверсивный счетчик 8 и устанавливает его разряды ;в нуль. Одновременно разрешающий потенциал по линии 17 поступает в блок 6 умножения на коэффициент, подготавливая блок умножения к работе.

Трехфазные напряжения сельсин-датчика ТО 2 по линиям 111, 12 и 13 поступают на преобразователь 5 напряжений, где с учетом опорного напрялсения t/on (линия 15) осуществляется выделение огибающих из модулированных сигналов сельсин-датчика, выделение 12 секторов (см. фиг. 2) и преобразование этих напряжений в число импульсов.

По линии 20 на дещифратор 7 поступает знак приращения аналого-цифрового преобразования внутрисекторного напряжения, а по линии 21 - логический сигнал номера сектора, с помощью которых дещифратор 7 определяет направленне вращения и по линии Г6 производит управление формирователем 4 импульса начала отсчета и ревер.снвным счетчико.м 8. Для выдачи числа импульсов другой выход преобразователя 5 напряжений соединен линией 19 с блоком 6 умножения на коэффициент.

Блок умножения 6 работает таким образом, что не пропускает на выходную линию 21 сначала каждый 20-й, а затем каждый 513-й импульсы, обеспечивая тем самым поступление на вход реверсивного счетчика 8 4096 импульсов, что соответствует, таким образом, 12-ти разрядам кода угла в двоичной системе счисления.

Формула изобретения

10

Двухотсчетный преобразователь угол - код, содержащий сельсин-датчики грубого и точного отсчетов, механически связанные между

собой редуктором и соединенные с источником опорного напряжения, отличающийс я те.ч, что, с целью повыщения надежности работы н упрощения устройства, в него введены формирователь импульса начала отсчета, преобразователь напряжения - число импульсов, блок умножения на коэффициент, дешифратор и реверсивный счетчик, причем первый вход реверсивного счетчика соединен с первым выходом формирователя импульса

начала отсчета, второй вход - с выходом блока умножения на коэффицинт, третий вход- с первым входом формирователя импульса начала отсчета и с выходом дещифратора, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя напряжение - число импульсов, первый вход которого объединен с вторым входом формирователя импульса начала отсчета и подключен к источнику опорного напряжения, а второй,

третий и четвертый входы - к соответствующим выходам сельсин-датчика точного отсчета, третий выход соединен с первым входом блока умножения на коэффициент, второй вход которого соединен с вторым выходом

формирователя импульса качала отсчета, третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами сельсин-датчика грубого отсчета.