Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах точного слежения за углом поворота вала, например, за углом поворота антенны радиолокационной станции.

Известен преобразователь угла поворота вала в код flj, содержащий синуснокосинусный датчик угла, выходы которого соединены с операционными усилителями синусного и косинусного каналов, управляемый генератор частоты, фильтр низкой |Частоты, реверсивный счетчик. Его недостатками являются сложность схемы и недостаточная точность.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь jb, содержащий генератор опорного напряжения, выход котого подключен к синусно-косинусному датчику угла и одному из входов аналогового умножителя, к другому входу которого подключен выход суммирующего операционного усилителя, выход аналогового умножителя через фильтр низких частот соединен со входами управляемого генератора частоты и дискриминатора направления счета, выходы которых подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими разрядами функциональных цифроаналоговых преобразователей. Его недостатком является невысокая чувствительность при 0 сС, где & - угол поворота синусно-косинусного датчика угла, di- угол отработки преобразователя.

Низкая чувствительность соответственно снижает точность всего устройства.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены операционные усилители, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами синусно-косинусных датчика угла, инвертирующие входы - с выходами соответствующих функциональных цифроаналоговых преобрйзователей, а выходы - с соответствующими входами функциональных цифроаналоговых преобразователей и суммирующего операционного усилителя. На чертеже представлена функлиональная схема предлат аемого преобразователя Выход генератора 1 опорного напряжения подключен к синусно-косинусному дат чику 2 угла и одному из входов аналогового умножителя 3, к другому входу кото рого подключен выход суммирующего операционного усилителя 4. Выход аналогово го умножителя 3 через фильтр 5 низких частот соединен со входами управляемого генератора 6 частоты и дискриминатора 7 направления счета, выходы которых подключены соответственно к счетному входу и входу управления реверсивного счетчика 8, выходы разрядов которого соединены с соответствующими разрядами ф ТЕ11щиональных дифройналоговых преобра зователей cifflycHoro 9 и косинусного 10 каналов. Выходы синусно-косинусного дат чика 2 угла соединены соответственно с прямыми входами операционных усилителе 11 и 12, шшертирующие входы которых соединены с выходами соответствующих функциональных дифроаналоговых преобра зователей 9 и 1О, а выходы - с. соответствующими входами тех же преобразовате лей 9 и 10 и суммирующего операционного усилителя 4. Работа преобразователя происходит сле дующим образом. Генератор 1 опорного напряжения вырабатывает за время t напряжение U круговой частоты Л), На выходах синусного и косинусного каналов датчика 2 угла & выделяются соответствующие сигналы U И U,g, равные U U sinoutsine 5 nui;t-cose Ha выходе операционных усилителей 11 и 12 соответственно выделяются сигналы . вых определяемые выражениями ,1 , , sine и. .. U.&intjot-- smoL-i кых sU.SinOt ;г вых mcosd- -iгде к - коэффициент усиления усилителей 11 и 12. При 00 -1 оо - - О, получается выражение .. , , cose ЗЫХ Для формирования сигнала рассогласование Л и указанные напряжения вычитают ся дру1 1з друга с noMomitJO суммирующе го операционного усилителя 4 в соответствии с вы11ажением ли и,;,„/ sine, соав 1 .t SincA, , аналоговом умножителе 3 рассогласования Д и перемножается с опорным напряжением U, в результате чего на фильтре 5 низких частот выделяется постоянная составляющая сигнала ошибки UQ, равная Г Sin в cose 2 j-inCe-cf) оsih 2cL (4) Постоянная составляющая сш нала ошибки подается на управляемый генератор 6 частоты и на дискриминатор 7 направления счета, чтобы в конечном итоге свести сигнал рассогласования Л и к нулю. Когда это достигается, цифровое значение угпа отработки ci. на выходе реверсивного счетчика 8 соответствует углу поворота вала. При этом сХ- -& и, как видно из выражения (4), Uo 0. При секторном режиме работы датчика угла использование предлагаемого преобразователя более эффективно, особенно при малых значениях углов сектора. Так, например, при -0 ±6 чувствительность предлагаемого устройства более чем в десять раз превосходит чувствительность прототипа. Это обеспечивает при одинаковом пороге срабатывания дискриминатора 7 уменьшение дискретности преобразования угла , т. е, увеличение количества разрядов реверсивного счетчика 8, что соответственно увеличивает точность преобразования угла поворота вала. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного иапряжен1ш, выход которого подключен к croiyc.но-косинусному датчику угла и к одному из входов аналогового умножителя, к другому входу которого подключен выход суммирующего операцюнного усилителя, выход аналогового умножителя через низких частот соединен со входами управляемого reHet aTopa частоты и дискриминатора направления счета, выходы которых подключены к соответствующим входам реиер,с1юного счетчика, выходы разрядовкоторого coeamicfibi с соответствующими разря- дамн функциональных пифроаналоговых преобразователей, отл ичаюший - с я тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, в него введены операционные усилители, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами синусно-косинусного датчика угла, инвертирующие входы - с выходами соответствующих функциональных иифроаналоговых преобразователей, а выходы - с соответствующими входами функциональны цифроаналоговых преобразователей и суммирующего операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 431527, кл. q 08 С 9/00, 1973.

2.Электроника перевод с англ., 1Q70, № 22, с. 30.