Функциональный преобразователь углового положения вала в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относит|Ся к автоматИке и вычислительной технике и может быть использо, (В преобразователях углового положения вала в код, когда требуется выдача цифрового кода, «аходяндегося в функциональной зависимости от перемещения контролируемого органа.

Известны функциональные преобразователи углового .Положения вала в код 1, содержащие синусно-жосинуоный датчик угла, функциональный генератор. Их недостатком является слож1ность схемного выполнения.

Наиболее близким техническим рещением к .рассматриваемому является функциональный (Преобразователь углового положения вала .в код 2, содержащий синусно-косинусный датчик угла, селектор актанта, преобразователь «напряжение-код, соединеиный со вхоДОМ функционального генератора. Однако такой лреобразов-атель имеет ограниченные функциональные возможности, в частнасти невозможность генерирования разрывных и двухзначных функций.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены делители напряжения, выходы синусно-1коси)нусного датчика угла через первые делители напряжения подключены ко входам селектора октанта, выходы которого через вторые делители напряжения подключены «о входам селектора октанта, выходы которого через вторые делители напряжения подключены к соответствующим входам преобразователя «напряжение- к ад.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2- графики генерируемых функций.

Выходы синусно-.косинусного датчика 1 угла через первые делители 2 и 3 напряжения подключены ко входам селектора 4 октанта, выходы Которого через вторые делители 5 и 6 напряжения подключены ко входам преобразов:ателя 7 «напряжение-код, выход которого соединен со входом функционального генерато1ра 8.

Селектор 4 октанта включает ключи 9-12,

усилители и схему коммутации ключей (не

показана). Для удодст1ва пояснений селектор

4 октанта изображен только для прео.бразований в первом и втором октантах.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные сигналы синусно-косинусного датчика 1 угла поступают через делители напряжения 2 и 3 на селектор 4 октанта. При равных меледу собой коэффициентах деления делителей 2, 3, 5 и 6 напряжения в режиме

3

работы линейного преобразователя при преобразуемом угле сб от О до я/8 (IB .первом октанте) в селекторе 4 актантов открыты ключи 9 и 10; при преобра1зувмом угле а от я/8 до я/4 (во втором окта-нте) открыты ключи 11 и 12. Переход от первого октанта ко втоpOiMy фик1СИ1руется равенством по модулю снлиалов на входах преобразователя 7. На преобразователь 7 «напряжение-код noiCTyпают разнополярные силналы, причем на один вход большей 1велич ны, чем на другой. Сигнал на одном входе выиолняет роль эталонного напряжения, а на другом - измеряемого. На выходе щреобразователя «налряжение-«од формируется код отношения сигнала н.а одном входе к сигналу на другом входе. Численное значение кода записывается следующим образом:

К tga; при --- ;

- а К Ctga; при

84

Функциональный генератор 8 реализует выражения

я

т л arctg/(; -при

8

т п I-arictg К при а

4у8

где: т -- значение «ода на выходе преобразователя;

п - масштабный коэффициент; а - измеряемый угол.

В результате атого значение кода на выходе преобразователя примет вид:

от /га.

т. е. имеет место линейное преобразование угла ее.

Если коэффициенты деления (/(2, Дз, Дб, /(б) делителей 2, 3, 5 и 6 не равиы друг другу, то значение кода на выходе преобразователя связано € (ВХОДНЫМ углом нелинейной зависимостью.

Так, например, если коэффициент деления делителя 6 напряжения меньше единицы, а у остальных делителей равен единице, то при увеличении угла а от нулевого значения на одном входе преобразователя 7 «напряжение - код поступает сигнал

и и . Kg- Кб-since;

где: и - напряжение п-итания датчика;

Kg - коэффициент пе рбдачи датчик-а 1 синусно-косинусного угла по напряжению;

/( - (коэффициент деления делителя 6. Напряжение на другом входе преобразователя 7 «нат1ряжвШ1е-,код Uz и ,-соза;

Численное значение выходного кода преобразователя «напряжение-код равно

К tgCC,

а численное значение входного кода устройства

5т п arctg (Кб tgcc) «а.

Момент paeesHCTBa по модулю сигналов на входах преобразователя 7 «напряжение-код и, соответственно, переход к работе по второму октанту наступает ари а больше я/8.

0 Нри работе по втарому октанту на одном входе преобразователя 7 «напряжение-код поступает сигнал

/1 U-Kg-Ke-COsa;

а на другой вход

Uz и Kg-sina.

Численное значение выходного кода преобразователя 7 «напряжение-код равно

К Кб ctga,

0 а численное значение выходного кода устройства i

m п arc tg (Ks ctga) a.

4J

5 При уменьшении угла a момент равенства пс5 модулю сигналов на входах преобразователя 7 и, соответственно, переход к работе по перво,му октанту наступает при а больше я/8. Таким образом, выходной код устройства связан с углом а неоднозначной гистерезисной - зависимостью, для К 0,3, представленной на фиг. 2.

На фиг. 2 представлены примеры генерируемых устройством функций -при /г 4/я,

5 где коэффициенты деления делителей обозначены соответственно их числовым индексам.

Формул а из о бретени я;

О Функциональный преобразователь углового (положения вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, селектор октанта, .преобразователь «напряжение-код, соединенный со входом функционального генера5тора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены делители напряжения, выходы синуоно-ко синусного датчика через первые делители напря0жения подключены ко входам селектора октанта, выходы которого через вторые делители Напряжения подключены ко входам селектора октанта, выходы которого через вторые делители напряжения подключены к соответствующим входам преобразователя «напряжение-код.

Источники информации, принятые во -внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3513469 кл. 340-347,

0 опубл. 19.05.70.

2.Г. Шмид «Преобразование электрических сигналов сельсинов в цифровую информацию, перевод А 2505, Министерство судостроительной промышленности СССР, 1971 г.

с. 53 (прототип).

Г

W 6-°30 60 90

f К2 Ке-1

К, ,7

ct, граг)

JO 60 90

Фиг.1

т

/f2 K2-Kg-f

Kj ,7 5 0,

-1,0

-0,5

а, грйд

JO 60 90

JO 60 3D

т

,з

К 0,3 Я2-Кб-К5 ; 1,0

а, град

3D 60 90

за 60 90 иг. Z