Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД го подключен к управляющему входу делителя напряжения, выход блока синусоидального напряжения через делитель напряжения и формирователь напряжения подключен соответственно к входу формирователя разности переменных напряжений и другому входу блока фазосдвигающих RC-цепочек, выходы датчика угла через блок выделения меньгйего по амплитуде напряжения соединены с другим входом формирователя разности переменных напряжений и управляющим входом формирователя напряжений, управляющие входы вентиля и блока выделения меньщего по амплитуде напряжения соединены с источником управляющей команды. Выход блока нреобразования сдвига фазы в код является выходом точного канала преобразователя., Такой преобразователь позволяет значительно повысить разрещающую способность преобразования угла поворота вала в код. На чертеже дана структурная схе.ма предлагаемого устройства. Преобразователь содержит источник 1 синусоидального напряжения, подключенный к первичной обмотке датчика 2 угла, связанного с входным валом 3. Выходные обмотки датчика 2 угла подключены к блоку 4 формирования кода п блоку 5 выделения меньшего по а.мплитуде напряжения. Источник 1 синусоидального напряжения через делитель 6 напряжения и формирователь 7 Р1апряжения подключен соответственно к входу формирователя 8 разности пере.менных напряжений и входу блока 9 (разосдвигаюпи-|х RC-цепочек. Другой вхо.ц формпрователя 8 соединен с одним выходом блока 5, а выход формпрователя 8 подключен к другому входу блока 9 фазосдвигающих RC-цепочек, выход которого через последовательно соединенные блок 10 преобразования сдвига фазы в код, формирователь 11 прираихения кода, вен тиль 12 и сумматор 13 подключен к управляющему входу делителя 6 напряжен)я. Другой выход блока 5 выделения меньшего по амплитуде напряжения по.дключе11 к управляющему входу формирователя 7 напряжения. Источник 14 управляющей команды подключен к управляющим входам вентиля 12 и блока 5. Выход блока 4 является выходом грубого канала преобразователя, а выход блока 10 - выходом точного канала преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. Источник 1 формирует постоянное по амплптуде синусоидальное напряжение, поступающее на питание первичной обмотки датчика 2 угла, работающего в режиме пульсирующего поля. В качестве датчика угла могут быть использованы синусно-косинусные датчики, сельсины и т. д, На выходе датчика 2 угла образуются синусоидальные напряжен.ия, промодулированные но амп.литуде в функции угла поворота вала 3. В блоке 4 выходные сигналы датчика 2 угла преобразуются в код. Блок 4 .может быть построен, например, по принципу кодирования амплитуды входных сигналов с последующим нелинейным преобразованием в код угла или но принципу преобразования входных сигналов в сигналы,модулированные по фазе и последуюпдим линейным преобразованием сдвига фазы в код. В блоке 5 происходит выд,еление меньшего по амплитхде напряжения, которое поступает на вход формирователя 8. В то же вре.мя по соотношению амплитудных и фазовых значений входных сигналов в блоке 5 вырабатывается двоичный сигнал («1 илл «О) в зависимости от знака производной выделенного сигнала при положительно.м направлении вращения входного вала 3. При этом значение двоичного сигнала на выходе блока 5 не изменяется при изменении направления вращения входного вала 3датчика 2 угла. Так, например, для синуснокосинусного датчика на выходе блока 5 во 2. 3, 4и 5 октантах всегда будет фор.шроваться сигнал «1, а в 1, 6, 7, 8 октантах-«О. Двоичный сигнал блока 5 поступает на управляющий вход формирователя 7 напряжения, представляющего собой делитель выходного напряжения источника 1 с постоянным по модулю коэффициентом передачи. Фаза же выходного сигнала формирователя 7 изменяется на ±л в зависимости от кода управляющего сигнала. управляющий сигнал соответствует «О, то фаза выходного сигнала формирователя 7 совладает с фазой выходного сигнала блока 1, если управляющий сигнал «1, то выходной сигнал формирователя 7 будет в противофазе с выходным сигналом блока 1. Делитель 6 является управляемым делителем напряжения. Выходное напряжение делителя совпадает по фазе с выходным напряжением источника 1 и изменяется по амп.аитуде в зависимости от управляющего кода с выхода сумматора 13. В формирователе 8 образуется разность между выходными сигналами блока 5 и делителя 6, которая поступает на вход блока 9 фазосдвигающих RC-цепочек, на другой вход которого поступает неизменное по амплитуде выходное напряжение блока 7. В результате с выхода блока 9 на вход блока 10 поступают два переменных напряжения с постоянной амплитудой., сдвиг по фазе между которыми пропорционален изменению по а.мплитуде выходного сигнала блока 8. В блоке 10 сдвиг по фазе преобразуется в код, поступающий в блок 11, где он сравнивается с постоянным значением кода, соответствуюпдпм выходному коду блока 10 при ну.левом значении выходного напряжения фор.мирователя 8. В результате сравнения в блоке 1 формируется приращение кода с выхода блока 10 по сравнению с постоянным значением кода, записанным в блоке 11. Если венти.ль 12 открыт, то приращение кода поступает в сумматор 13, изменяя коэффициент передачи делителя 6. В отсутствии управляющей команды 14 вентиль 12 открыт. Сформированное в блоке 11 приращение кода поступает в сумматор 13, регулируя коэффициент передачи делителя б напряжения так, чтобы на выходе формирователя 8 разности переменных напряжений был нулевой сигнал. Тогда на выходе блока 10 будет поддерживаться постоянное значение кода При поступ.лении угфавляющей Команды 14 о начале работы преобразователя с пониженной дискретностью вентиль 12 закрывается, а в блоке 5 блокируется переключение участков, то есть на время измерения с пониженной дискретностью выделяется напряжение и двоичный сигнал того участка, который был в начале измерения с пониженной дискретностью. Выходной сигнал формирователя 8 начинает изменяться от нуля в момент поступления управляющей команды 14 в соответствии с изменением выбранного блоком 5 выходного сигнала датчика 2 угла. Соответственно будет изменяться и выходной код блока 10. Диапазон измерения угла с пониженной дискретностью составляет 1-2 дискретных значения кода грубого отсчета блока 4. Коэффициент передачи формирователя 7 выбирается так, чтобы амплитуда переменного сигнала на его выходе была равна максимальному изменению выбранного блоком 5 выходного сигнала датчика 2 угла за время измерения с пониженной дискретностью. Поскольку амплитуда переменного напряжения на выходе формирователя 7 значительно меньше амплитуды большего из выходных напряжений датчика 2 угла, то одинаковое изменение меньшего из выходных напряжений датчика 2 угла приведет к значительно большему фазовому сдвигу на входе блока 10 по сравнению с фазовым сдвигом в блоке 4, если блок 4 построен на основе преобразования амплитудномодулированных выходных сигналов датчика угла в сдвиг по фазе и далее в код. В результате применения предлагаемого преобразователя значительно увеличивается разрешающая способность преобразования угла в код. Измерение угла с повышенной разрешающей способностью в преобразователе всегда начинается при ну.левом выходном сигнале с формирователя 8, что соответствует определенному выходному коду блока 10 независимо от величины угла поворота датчика 2 в момент начала измерений с повыпленной разрешаюшей способностью. Техническое преимушество предлагаемого преобразователя угла в код по сравнению с известными преобразователями аналогичного назна-.сйия выражается в повышенной разрешающей способности преобразователя. Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя обусловлен указанными выше его техническими преимуществами. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий связанный с входным валом датчик угла, вход которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выход подключен к блоку формирования кода, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введены блок выделения меньшего по амплитуде напряжения, делитель напряжения, формирователь напряжения, последовательно соединенные формирователь разности переменных напряжений, блок фазосдвигающих RC-цепочек, блок преобразования сдвига фазы в код, формирователь приращения кода, вентиль и сумматор, выход которого подключен к управляющему входу делителя напряжения, выход блока синусоидального напряжения через делитель напряжения и формирователь напряжения подключен соответственно к входу формирователя разности переменных напряжений и другому входу блока фазосдвигающих RC-цепочек, выходы датчика угла через блок выделения меньшего по амплитуде напряжения соединены с другим входом формирователя разности переменных напряжений и управляющим входом формирователя напряжений, управляющие входы вeнтИv я и блока выделения меньшего по амплитуде напряжения соединены с источником управляющей команды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США Л 3480946, кл. 340-347, 30.11.69. 2.Авторское свидетельство СССР № 367547, кл. Н 03 К 13/32. 28.12.70. 3.Патент США № 3505669, кл. 340-347, 07.04.70.