Преобразователь угловых перемещений в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

параторы 7, элементы И 8 и ИЛИ 9, 10, переключатели 11, компараторы 12 и 13, вентиль 14, «блок 15 управления, триггер 16, ключевой элемент 17, генератор 18 импульсов, счетчик 19, преобразователь Кода 20, в состав которого входят вентили 21, 22 и элементы ИЛИ 23, и цифровое отсчетное устройство 24.

Преобразователь работает следующим образом.

С выхода сельсина 2 поступают напряжения вида

iIi-kU,,smwtsmB; ()2fsm(8- 120);(1)

из Ш, шЫ sin(Э - 240),

где С/от, да - адшлитудное значение и круговая частота напряжения t/n источника 1;

в - угол поворота ротора сельсина; k - коэффицнент трансформации, постоянный для данного типа сельсина ( const).

Напряжения с выхода сельсина и напряжение f/n источника 1 .поступают на .формирователь кода грзбого отсчета, который в зависимости от фазовых соотношений -между указанными напряжениями формирует код Л/i грубого отсчета угла поворота в ротора сельсина, изменяющийся с дискретностью 60°, по следующему правилу; синфазности выходных напряжений сельсина и его напряжения питания соответствует «1, а противофазности - «О на .выходе соответствующего формирователя. Код Л с выхода формирователя 4 непосредственно зано1сится в старшие декады цифрового отсчетного устройства 24.

В зависимости от состояния формирователей 5 «а одной из выходных шин дешифратора 6 появляется сигнал, соответствующий определенному 60-градусному сектору угла поворота 0; этот сигнал устанавливает разрешающий потенциал по одному из входоз пары элементов И 8, .включенных в выходные цепи комнараторов 7. Входы каждого из указанных компараторов соединены с соответствующей парой выходов выпрямителей 3 так, что в зависимости от соотношения выпрямленных фазных напряжений сельсина на одном из выходов рабочего (т. е. действующего в выбранном 60-градусноМ секторе) компаратора 7 появляется сигнал, который проходит через элементы И 8 и ИЛИ 10 на переключатели 11, .подключающие одно из указанных напряжений к .компаратору 12. Соотношение сравниваемых напряжений (т. е. состояние соответствующего компаратора 7) определяет признак той половины 60-градусного сектора, в которой находится искомый угол поворота в; этот признак, составляющий до.полнительный, четвертый разряд кода Л/ грубого отсчета, заносится в определенную декаду цифрового отсчетного устройства 24 с

выхода элементов ИЛИ 9, объединяющих выходы элементов И 8 (признаК «О, соответствующий первой половиие выбранного 60градусного сектора, или признак «1, соответствующий второй половине выбранного 60градуоного сектора).

Формирование временного интервала ts,, пропорционального углу поворота в ротора сельсина, происходит следующим образом.

При переходе напряжения t/n питания через нуль из отрицательной области в положительную компаратор 13 формирует импульс начала счета, который проходит через открытый вентиль 14 и устанавливает триггер 16 в такое положение, при котором импульсы с генератора 18 импульсов через открытый ключевой элемент 17 поступают на вход счетчика 19. В момент времени, соответствующий равенству сравниваемых напряжеНИИ (одного из выпрямленных фазных напряжений и сельсина и его напряжения f/n питания) на входах компаратора 12, последний срабатывает, и импульс конца счета с его выхода устанавливает триггер 16 в исходное

состояние; при этом ключевой элемент 17 закрывается, и поступление счетных импульсов на вход счетчика 19 прекращается.

Содержимое счетчика в момент времени, соответствующий появлению импульса конца

счета, пропорционально углу .поворота 6 ротора сельсина. Действительно, в момент равновесия выполняется

в -- п или (7в,„ sin Э и sin ауД/, (2)

где Св,„ и - максимальное значение выпрямленного фазного напряжения сельсина и амплитудное значение его напряжения питания;

А/ -интервал времени, ограниченный импульсами начала и конца счета (). При выполнении условия , спра g ведливо следующее соотношение .

(3)

W

Если частота следования импульсов генератора 18 равна /г, то значение кода NZ точного отсчета, отображающего угол пово.рота 9 в пределах выбранного 60-градусного сектора, составляет

N, /в,

где

1 - const.

В зависимости от признака, определяющего дополнительный разряд кода Л ) грубого отсчета, содержимое .счетчика 19 переносится в цифровое отсчетное устройство 24 через преобразователь кода 20 в прямом (через вентили 21 и элементы ИЛИ 23) или обратном (через вентили 22 и элементы ИЛИ 23) коде.

Например, в первом 60-11традусном секторе

угла поворота в дешифратор б формирователя кода грубого отсчета 4 устанавливает разрешающий потеициал по одному из входов элементов И 8. Если угол поворота в находигся в первой половине сектора 0-|-60°, выполняется условие и сигнал с выхода рабочего компаратора 7 через элементы И 8 и ИЛИ 10 устанавливает переключатели 11 в положение, при котором к одному из входов компаратора- 12 подключается вьгпрямленное фазное напряжение f/i сельсина (одновремен«о этот сигнал ороходит через элемент ИЛИ 9 иа преобразователь кода 20, открывая те ве«тили, которые связаны с единичными выходами разрядов счетчика 19). Если угол поворота в -находится во второй половине рассматриваемого сектора, выполняется условие , сигнал с другого выхода рабочего компаратора 7 проходит через элементы И 8 и ИЛИ 10 на .переключатели 11 и устанавливает их в такое положе-ние, при котором к одному из входов компаратора 12 подключается выпрямленное фазное напряжение f/3 сельсина (одновремекно этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 9 иа преобразователь кода 20, открывая те вентили, которые связаны с нулевыми выходами разрядов счетчика 19).

Работа преобразователя синхронизируется выходными сигналами блока 15 управления. Первый сигнал («Уст. О) устанавливает счетчик 19 в исходное состояние. Второй сигнал .подготавливает вентиль. 14 для прохождения импульса начала счета с выхода компаратора 13 па вход триггера 16. Формирователь кода грубого отсчета непосредственно не связа-н с блоком 15 управления, поэтому код грубого отсчета (включая и его дополнительный разряд) непрерывно индицируется в цифровом отсчегном устройстве 24.

Предлагаемый преобразователь угловых перемещений в код отличается от известных устройств более высоким быстродействием благодаря введению новых элементов и связей между ними.

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений в код, содерл ащий сельсин, выходы которого подключены к входам формирователя кода грубого отсчета и через выпрямители соединены с входами переключателей, выходы которых объединены и подключены к входу первого компаратора, выходом соединенного

с первьгм входом триггера, второй вход которого подключен к выходу в-ентиля, входами соединеиноГО с выходами блока управления и второго компаратора, выход триггера подключен к одному входу Ключевого элемента,

другой вход которОго соединен с выходом генератора импульсов, выход ключевого элемента подключен к входу счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, отличающийся тем, что, с

целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены цифровое отсчетное устройство, преобразователь кода, элементы И, Р1Л14 и дополнительные компараторы, входы которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы-к первым входам элементов И, другие входы которых соединены с выходами формирователя кода .грубого отсчета, выходы элементов И подключены к соответствующим входам первой и .второй rpjmn элементов ИЛИ, выходы .первой группы элемеитое ИЛИ соединены с управляющими входами переключателей, выходы второй группы элементов ИЛИ подключены к одним входам преобразователя кода, другие входы которого

соединены с выходами счетчика, входы цифрового о.тсчетного устройства подключены к выходам преобразователя кода и формирователя кода грубого отсчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., «Э-нергия, 1974, с. 146.

2. Авт. св. СССР № 428427, -кл. G 08С 9/04, 18.09.72.