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

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть .использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, например нреобразователи, содержащие блок питания, подключенный к синусно-косинусному датчику, выходы которого блок выбора октантов подключены к блоку преобразования ампилитуды напряжений в код I. Недостатком подобных прйобразователей является низкая точность.

Другие известные преобразователи содержат блок питания, подключенный к фазояращателю с двумя фазосдвигающими цепочками, выходы которых через компараторы соединены с блоком преобразования временных интервалов в код 2. Эти преобразователи также имеют невысокую точность, что обусловлено погрешностью компараторов.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является преобразователь угла поворота вала в код 3, содержаи;ий генератор, подключенный- одним выходом через блок питания к синусно-косинусному датчику, вы.ходы которого через усилители подключены к фазосдвигающим цепочкам; выходы фазосдвигаюших цепочек через последовательно соединенные коммутатор и повторитель подключены к компаратору; первый триггер, вы.ход которого через вентиль подключен к счетчику импульсов, другой вентиля соединен со вторым выходом генератора; третий выход 1еиератора юдключен к одно.му входу второго трштера, выходы которого подключены к одному входу второго триггера, выхзды которого подключены к управляюшим входам коммутатора.

Описанный преобразователь имеет погрешности, появляющиеся при формировании входных импульсов первого триггера и работе коммутатора.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены элемент запрета и дополнительный коммутатор, который подключен папаллельно основному коммутатору. Входы з.юмспта запрета соединены с выходом первого Tpisrrepa и четвертым выходом I есератс р;;, ;; 1;с)дключен к другому входу второго триггера, выход компаратора подключен к счетному входу первого три гера, установочный вход которого соединен с пятым выходом генератора. Структурная схема преобразователя пред ставлена на чертеже. Преобразователь содержит генератор 1 им пульсов, подключенный через блок 2 питания к синусно-косинусному датчику 3, выходы которого через усилители 4 подключены к фазосдвигающим цепочкам 5, соединенным с коммутаторами 6 и 7. Дополнительный коммутатор 7 не нагружен и используется для стабилизации нагрузки фазосдвигающих цепочек 5 в моменты коммутации их выходных сигналов. Выход коммутатора 6 через последовательно соединенные повторитель 8 и компаратор 9 подключен к счетному входу триггера 10, выход которого через вентиль 11 подключен к счетчику 12. Другой вход вентиля 11 подсоединен к вь1сокочастотному выходу генератора 1. Входы элемента 13 запрета подключены к выходу триггера 10 и генератора 1, а выход - ко входу триггера 14. Д 1угой вход триггера 14 соединен с выходом генератора 1, а выходы триггера 14 - с входами коммутаторов 6 и 7. Вход установки в ноль триггера 10 подключен к выходу генератора 1. Преобразователь работает следующим образом. Из сигналов генератора 1 в блоке 2 формируется синусоидальное напряжение питаВИЯ постоянной амплитуды. На выходе синусно-косинусного датчика 3 появляется синусоидальные напряжения, промодулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота. Выходые сигналы фазосдвигающих цепочек 5 постоянны по амплитуде, но сдвинуты по фазе в разные стороны по отношению к напряжению питания с вы.хода блока 2 на угол, пропорциональный углу поворота синусно-косинусного датчика 3. Синхронно с напряжением питания в генераторе 1 вырабатываются импульсы, устанавливающие триггер 14 в состояние «1. При этом коммутатор 6 пропускает сигнал с выхода одной из фазосдвигающих цепочек 5 на вход компаратора 9, где вырабатываются импульсы при переходе синусоидального напряжения через нулевое значение при отрицательном градиенте. Выходной импульс компаратора 9 устанавливает по счетному входу триггер 10 в,состояние «1, открывает вентиль 11, и импульсы высокой частоты с генератора 1 поступают на вход счетчика 12. Выходной сигнал триггера 10 через элемент 13 устанавливает триггер 1 1 в состояние «О. При этом коммутатор 6 пропускает сигнал с выхода .другой фазо сдвигающей цепочки 5 на вход компаратора 9, выходной сигнал которого перебрг1сывает триггер 10, прекращая счет в счетчике 12, где устанавливается код, пропорциональный углу поворота. Прохождением сигнала с выхода триггера 10 на вход триггера 14 управляет элемент 13. Команда на окончание запрета на элемент 13 подается с выхода генератора 1в диапазоне от четверти до половины периода напряжения питания синусно-косинусного датчика 3 с момента прохождения синуеЪидальным напряжением питания нулевого значения при положительном градиенте. Перед началом измерения угла синхронно с установкой триггера 14 в положение «1 вырабатывается в генераторе 1 сигнал, устанавливающий триггер 10 в состояние «О. При каждом переключении коммутаторы 6 и 7 подключают к своим выходам напряжения с различных фазосдвигающих цепочек 5, что обеспечивает симметричную нагрузку на фазосдвигающих цепочках 5 и повышение точности преобразования, особенно на концах интервала преобразования. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, подключенный одним выходом через блок питания к синуснокосинусному датчику, выходы которого через усилители подключены к фазосдвигающим цепочкам, выходы фазосдвигаюп их цепочек через последовательно соединенные коммутатор и повторитель подключены к компаратору, первый триггер, выход которого через вентиль подключен к счетчику импульсов, другой вход вентиля соединен со вторым выходом генератора, третий выход генератора подключен к одному входу второго триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены элемент запрета и дополнительный коммутатор, который подключен параллельно основному коммутатору, входы элемента запрета соединены с выходом первого триггера и четвертым выходом генератора, а выход подключен к другому входу второго триггера, выход компаратора подключен к счетному входу первого триггера, установочный вход которого соединен с пятым выходом генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Зверев А. Е. и др. Преобразователи гловых перемещений в цифровой код. М., Энергия, 1974, с. 143, рис. 67. 2.Патент США № 3505669, кл. 340-347, 7.04.70. 3.Авторское свидетельство СССР 414615, кл. G 08 С 9/04, 17.05.76.