Преобразователь угла поворота в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Известны преобразователи углового положения в цифровой эквивалент с промежу- точнь м преобразованием угла поворота ea ла в фазу синусоидально изменяющегося напряжения и временной интервал. Известные преобразователи сложны и не обладают высокой точностью l. Из известных преобразователей наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угла поворота в код, содержащий СКВТ, выходные обмотки которого подключены к параллельно соединен ным фазосдвигающим цепям,генератортакто- вых импульсов,выход которого соединен с входом блока питания и с одним из входов пре образователя временной интервал - код, другие выходы которого соединены с выходами соответствующих нуль - индикаторов; выходы блока питания подключены к входной обмотке СКВТ 2. Недостатком такого преобразователя является несоответствие цифрового кода угловому положению ротора СКВТ при отказе элементов фазосдвигаюших цепей или одного из узлов преобразователя, что недопустимо при преобразовании информации в системах автоматического управления летательными аппаратами. Этот недостаток может быть устранен резервированием фазосдвигаю- ших цепей к узлов преобразователя, а СКВТ может быть выполнен путем определенных конструктивно-технологических решений. Наиболее распространенной схемой резервирования цифровых устройств является их троирование. При троировании фазосдвигающих цепей и узлов преобразователя невозможно обеспечить одинаковые пороги срабатывания нульиндикаторов. Неравенство напряжений срабатывания нуль индикаторов U и U в резервированных каналах преобразователя приводит к погрешности преобразования и/- (U,pjUJ,e;U,p;-l cp где Р - число пар пог кх;ов СКВТ; тау амплитуда выходного напряжения фазовращателя; Или при Ц:р«и „,ии «U,,, UCP,, i Ля(. ма КС, Нуль-индикатор с более низким порогом срабатыванияU(-p срабатывает раньше. Момент срабатывания нуль-индикатора сопровождается уменьшением его входного сопро тивления. Уменьшение сопротивления нагруз ки фазовращателя, который ссютоит из СКВ и фазосдБИгаюших цепей, приводит к уменьшению его выходного сигнала, В результате погрешность преобразования угла во вре менной интервал и соответственно в цифровой код в канале преобразователя с более высоким напряжением срабатывания нуль-индикатора дополнительно увеличивается на величину V MaUCi ллакс ДоС, p-ancsin лlякc vo :t2 may амплитуда напряжения на выходе фазовращателя после срабатывания нуль-индикатора с более низ ким порогом срабатывания Ц Целью изобретения является повышение точности работы резервированного преоб- разователя угол-код промежуточным преоб разованием угла поворота в разность фаз синусоидальных напряжений и временной интервал. Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены интегрирующие блоки, входы которых соединены с выходами соответствующих фазосдви гаюших цепей, а выходы интегрирующих блоков соединены с входами соответствующих нуль-индикаторов, и тем, что в нем интегрирующие блоки выполнены с постоянной времени. V. /L срмакс . к. - --otrcsm / где t/j, - постоянная времени интегрирующего блока; f - частота напрянсения питания СКВТ Ч:р макс, Ц;р мин- максимальный и минимальный пороги срабатывания нуль-индикаторов соответственно;UMOIWO амплитуда входного напряжения нуль-индикатора. На чертеже дан вариант схемы преобразователя угол-код. Преобразователь угол-код включает СКВ содержащий обмотку ротора 1 и две обмотки 2 и 3 статора, сдвинутые в пространстве на 9О градусов, один конец каждой из которых подключен к обшей щине 4. Между вторыми концами этих обмоток включены фазосдвигающие цепи, состоящие из конденсаторов 5-10 и резисторов 11-16, соединенных попарно последовательно. К точкам соединения конденсаторов и резисторов через интегрируюш.ие блоки 17-22 подключены нуль-индикаторы 23-28, выходы которых подключены к резервированному преобразователю временной интервал - код 29. Вход преобразователя 29 подключен к выходу резервированного генератора тактовых импульсов 30, выход которого подключен ко входу резервированного блока питания 31. Выход блока питания 31 подключен к обмотке ротора . СКВТ, Выход преобразователя 29 является выходом устройства. На вход блока питания 31 поступают им - пульсы, вырабатываемые генератором 30, Влок питания 31 осуществляет деление частоты и формирование синусоидального напряжения питания обмотки ротора СКВТ. При изменении углового положения ротора СКВТ напряжение на обмотке 2 статора изменяется пропорционально синусу угла, а напряжение на обмотке 3 - пропорционально косинусу угла. Напряжения, формиргземые на обмотках 2 и 3 суммируются на фазоадвих ающих цепях. Разность фаз синусоидальных напряжений, получаемых между точка;ли соединения каждых Двух резисторов и конденсаторов 5,11 и 14,8, 6,12 и 15,9, 7,13 и 16,10 и обшей шиной 4, пропорциональна угловому положению ротора СКВТ. Синусоидальные напряжения через интегрирующие бпоки 17-22 поступают на входы нуль-индикаторов 23-28, которые формируют импульсы в моменты перехода входных синусоидальных напряжений через нуль к своему отрицательному значению. Таким образом, каждый из временных интервалов между передними фронтами импульсов на выходах каждых двух нуль-индикаторов 23 и 26, 24 и 27, 25 и 28 пропорционален разности фаз соответствующих синусоидальных напряжений и ут ловому положению ротора СКВТ, Обеспечить одинаковые пороги срабатывания нуль-индикаторов 23-28 при изменении напряжения питания, температуры жающей среды и т.п. за длительное время эксплуатации преобразователя практически невозможно. При срабатывании нуль-индикатора изменяется его входное сопротивление, что приводит к изменению сопротивления нагрузки фазовращателя, который состоит из КВТ и фаз ос двигающих цепей. При переходном процессе, связанном с изменением сопротивления нагрузки фазовращателя, погрешность преобразования углового положения ротора СКВТ в разность фаз синусоидапьных напряжений и в пропорциональный ей временной интервал каналами, в которых нуль-индикаторы имэютболее высокий порог срабатывания, увеличивается. Для исключения этого явления во входные цепи нуль-ин дикаторов 23-28 включены интегрирующие блоки 17-22, постоянная времени каждого из которых больше временной неидентичнос ти порогов срабатывания нуль-индикаторо при данной частоте питания СКВТ i / . t cpMOKc. Ц:рллин1 Г - ( anfVи акоУМИН / Включение интегрирующих блоков уменьшае погрещность преобразования углового положения ротора СКВТ во временной интервал при резервировании фазосдвигающих цепей и нуль-индикаторов. Условия выбора параметров элементов фазосдвигающих цепей определяются уравнениемa) + 3(x., + , где С - емкость конденсатора фазосдвигающей цепи; R - сопротивление резистора фазэсдвигающей цепи; индуктивное сопротивление обмотки статора СКВТ; активное сопротивление обмотки статора СКВТ; частота напряжения питания ротора СКВТ. Подключение выходов фазосдвигаюших цепей к нуль-индикатОрам через интегрирующие блоки, постоянная времени каждого из которых больше временной неидентичнос ти порогов срабатывания нуль-индикаторов при данной частоте т;апряжения питания СКВТ, позволяет уменьшить погрешность преобразования углового положения ротора СКВТ в цифровой эквива.лент в резервированном преобразователе. Это позволяет использовать предлагаемый преобразователь в объектах, где невозможна замена неисправного преобразователя в процессе экспл атации. Формула изобретения 1.Преобразователь угла поворота в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ, выходные обмотки которого подключ:ены к параллельно соединенным фазосдвигаювшм цепям, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со входом блока питания и с одним из входов преобразователя временной интервал - код, другие входы которого соединены с выходами соответствующих нупь-индикаторов, выходы блока питания подключены к входной обмотке СКВТ, отличающийся тем, что,с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены интегрирующие блоки, входы которых соединены с выходами соответствующих фазосдвигающих цепей, а выходы - с входами соответствующих нуль-индикаторов. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что,с целью умень- щения погрешности преобразования угла поворота в код, в нем интегрирующие блоки выполнены с постоянной времени а4 цин) -агсбш где ТТ., - постоянная времен интегрирующего бпока; f - частота напряжения питания СКВТ; UCPMOIKC ; срмин - максимальный и минимальный пороги срабатывания нуль-индикаторов соответственно;микс амплитуда входгюго напряжения нуль-индикатора. Источники информации, принятые во вниание при экспертизе: 1.Патент США № 3636554, кл..340-347 т 1972 г. 2.Заявка ФРГ №1298298, кл. 42 1/12 т 1969 г. (прототип).