Способ преобразования угла в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/00 

1Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналогоылх источников информации с цифровым вычиолитепьным устройством.,

Известны способы преобразования угла в код.

Одни из известных способов основаны на преобразовании угла в сдвиг фазы двух синусоидальных сигналов, измерении сдвига по фазе между первым и вторым сигналами, коммутации сигналов и измерении сдвига по фазе между вторым и первым сигналами, определении поправки и вычислении значения угла путем суммирования измеренного значения угла с величиной поправки i}

Недостатком такого способа является ниэкая точность, поскольку погрешность фазо- врашатепя не коктенсируется.

Известен также способ преобразования угла, основанный на двойном преобразовании угла в фазу и далее в код при противоположных направлениях вращения попя фазовращателя и ыячислении угла в виде полуразности измеренных результатов 2 j .

Недостатком такого способа является низкая раэрешаюшая способность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ прео разования угла в код,основанный на прео&разовании угла в сдвинутые по фазе одно относительно другого два напряжения частоты, формировании из двух напряжений опорной частоты и напряжения гетеродинной частоты, меньшей опорной частоты, двух сигналов разностной частоты и измерении величины сдвига фазы между первыми гармоническими составляклцими сигналов разностной частоты .

Недостатком известного устройства низкая точность, вызванная фазовыми нестабильностями фильтров и нуль-органов.

Целью изобретения является повышение точности измерения угла.

Поставленная цель достигается тем, что из двух напряжений опорной частоты и натьряжения гетеродинной частоты, большэй опоной на величину разностной частоты, формируют дополнительно два сигнала разностной частой, измеряют величину сдвига фааг. между первыми гармоническими составляющими дополнительных сигналов разностной частоты и определтот код угла по разности сдвигов фаз первых гармонических сос тавлякщих сигналов разностных частот. На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующая способ прео разования угла в код. Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, подключенный к статорным обмоткам фазовращателя 2 и одному входу смесителя 3, гетеродин 4 с перестраиваемо частотой, подключенный к другим входам смесителя 3 и смесителю 5, в первый вход которого соединен с роторными обмотками фазовращателя 2. Выходы смесителей 3 и 5 подключены через фильтры 6 и 7 к нуль.органам 8 и 9 выходы которых подключены к преобразовагелю 1О сдвига фазы в код. Блок 11 упра ления осуществляет синхронизацию работы устройства и переключение его режимов, Первое значение фазового сдвига между опорным сигналом с выхода генератора 1 и информационным сигналом фазовращателя 2 определяют при частоте еи гетероцина, мен шей частоты oJgгенератора 1 питания файо врашателя. Мгновенное значение первой гар монической состазляющей напряжения межд выходами смесителей 3 и 5 для разностной частоты в этом случае можно записать в виде Uj Ucos( CL) f(l) где OQ - u (X - фазовый сдвиг, пропорциональт1ь й углу поворота ротора фазовращателя отно сительно статора. Пройдя фильтры и нулы органь, напряоке ние и приобретает дополнительные фазовые сдвиги8«., (Sjt Sd) (2) Мгновенное значение первой гармоничес кой составляющей напряжений между выходами смесителей 3 и 5 для разностной час тоты при частоте гетеродина dig, большей частоты генератора питания фазоврашателя UJoзаписывается в виде UCOSfSlgt+t.), 5г 2 t)e- При выполнении соотношения Si . выражение напряжения U, может быть пер писано в виде ,cos(«,t-)(З) Пройдя фильтры и нуль-органы, напр$ш;е ние Uj (з) также приобретает дополнительные фазовые сдвиги вЫ. i U UGOsfSI,t-oL4 d-ol) (4) Измеряя фазовые сдвиги между )1ходны- ми сигналами нуль-органов 8 и 9 с помощью преобразователя Юн определяя полуразность измеренных значений, получают код, пропорциональный углу поворота. При этом погрешность, вызываемая фазоBbfK.H сдвигами фильтров и их нестабильное тью, устраняется, что позволяет применять элементы в фильтрах, к которым не предъяв ляются требования прецизионности, долго. временной и температурной стабильности. Не предъявляются также жесткие требования к стабильности порога срабатывания нуль-ор-ганов, что позволяет применять наиболее простые схемы компараторов. Высокая помехоустойчивость . позволяет полностью реализовать точностные свойства системы. В результате погреигность измерения перемеи1ения снижается с ,5 ... 1,О до величины Л 0,5 .., 0,1 . Экономический эффект от использования способа определяется его техническими преимуществами. формула изобретения Способ преобразования угла в код, основанный на преобразовании угла в сдвинутые по фазе относительно одно другого два н пряжения опорной частоты, формировании из двух напряжений опорной частоты и напряжения гетеродинной частоты, меньшей опорной частоты, двух сигналов разностной частоты и измерении величины сдвига фазы между первыми гармоническими составляющими сигналов разностной частоты, о т- личающийся тем, что, с пелью повышения точности, из двух напряжений опорной частоты и напряжения гетеродинной частоты, большей опорной на величину раэностной частоты, формируют дополнительно два сигнала разностной частоты, .изме , ряют величину сдвига фазы между первы- ми гармоническими составляющими допол- нительных сигналов разностной частоты и определяют код угла по разности сдвигов фаз первых гармонических составляющих сиг налов разностных частот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 455356, е- 08 С 9/ОО, 11.О9Л972. 2.Авторское свидетельство СССР № 317090, G 08 С 9/О4 2О.О3.1969. ч 3. Авторское свидетельство СССР №409258. G-O8 С 9/ОО, 30.08.1971.