Преобразователь разности угловых положений в напряжение Советский патент 1978 года по МПК G01B7/30 

бивается на две группы. Старшие разряды кода с помощью первой ступени преобразования осуществляют точное задание синусоидальной функции на границах фиксированного углового интервала. Первая ступень реализована на функциональных делителях. Формирование функции внутри углового интервала производится младщими разрядами кода с, помощью интершолирующего блока, который образует вторую ступень преобразования. Такое устройство содержит регистр, синусно-косинусный трансформатор (СКТ), делитель напряжения, диод, транзистор, фазочувствительный выпрямитель, источник переменного напряжения, коммутатор линейных ко.мбинаций измерительных напряжений, входы которого подключены ко вторичным обмоткаэд: GKT, а управляющие входы соединены с выходами старщих (кроме самого старщего) разрядов регистра, один выход последнего подключен ко входу линейного делителя на ряжения, управляющие входы которого соединены с выходами младших разрядов регистра, а другой выход, соединенный последовательно с выходом делителя напряжения, подключен к фазочувствительному выпрямителю, входы которого соединены с выходами самого старшего разряда регистра. Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная наличием методической погрещности, вследствие аппроксимации синусоидальных величин линейными зависимостями. Для получения необходимой точности преобразования приходится уменьшать величину интерполируемого углового интервала, т. е. увеличивать общее количество отрезков аппроксимации, что усложняет пре.образователь и увеличивает инструментальную ошибку. Наиболее близким, техническим решением к данному изобретению является преобразователь разности угловых положений в напряжение, содержаш,ий блок питания, подключенный к синусно-косинусному трансформатору и фазочувствительному выпрямителю, выходы синусно-косинусного трансформатора через функциональный делитель подключены к коммутатору, регистр, подключенный к второму входу фазочувствительного выпрямителя и через дешифратор к другому входу ко.ммутатора, суммирующий элемент 3. Недостатком известного преобразователя является невысокая точность работы. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены блок управления и два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных вычитаюидего элемента, двоичного делителя, буферного элемента и блока обратной связи, выХОДЫ буферных элем-ентов подключены к суммируюн;.ему элементу, выход которого (юдключен к третьему входу фазочувствительного выпрямителя, выходы блоков обратной связи подключены к входам вычитающих элементов, другие входы которых соединены с выходами коммутатора,входы блока управления подключены к выходам младших разрядов регистра, а выходы - к управляющим входам двоичных делителей. На чертеже представлена блок-схема преобразователя разности угловых положений в напряжение. Преобразователь содержит: блок 1 питания, синусно-косинусный трансформатор 2, функциональный делитель 3; коммутатор 4; вычитающие элементы 5 и 6; двоичные делители 7 и 8; буферные элементы 9 и 10; блоки II и 12 обратной связи; сум.мирующий элемент 13, фазочувствительный выпрямитс.гь 14; дещифратор 15; блок 16 управления двоичными делителями; входной регистр 17. Выходные напряжения СКТ поступают на функциональный делитель 3, который может быть реализован на резисторах или многооб.моточных трансфор.маторах. Функциональный делитель в общем случае имеет п-выводов. Амплитуды напряжений на i-x выводах функционального делителя описываются уравнением вида: Uts UflSina fi (чО, Uic Uscosa 12 (f), где: HjSina -выходные напряжения синусной и косинусной обмоток СКТ; .. .UB ) t - напряжение питания СКТ; ti (ф) и f (ф) -коэффициенты передачи функционального делителя 3, причем fi (ф) созф f (ф) sinf Ф - угол,записанный в а старших разрядах цифрового кода регистра 17. Выводы функционального делителя объеди нены таким образом, что напряжение на каждом из них равно алгебраической сумме напряжений: , + Uic Uj,sina cos4pi+ + Ugcosu sinif:c UgSinia ) При a ф| это напряжение обращается в ноль, в этом случае угловое положение а ротора СКТ соответствует коду угла, записанному в d старщих разрядах регистра 17, подключенных к дешифратору 15. Таки.м образом п напряжений, снимае.мых с п выходов функционального делителя, характеризуют п угловых положений ротора СКТ. Эти угловые положения разбивают диапазон О-180° на ряд равномерных углоВ1з1х интервалов - ф. ГТ АФ 4-,. - соответствии с этим выражение для выходе будет иметь напряжения на i вид Ugbu:. U3sin((/. +ip;ti) U8sin(a + + p; + Avf). Получение сигнала, характеризующего угловые положения ротора. СКТ, лежащие в пределах углового интервала Aip, осуществляется с помощью амплитудной интерполяции. Для этого напряжения с выходов функционального делителя 3 попарно, через коммутатор 4, подаются на сигнальные входы вычитающих элементов 5 и 6. Коммутатор 4 управляется выходными сигналами дещифратора 15 старщих разрядов регистра 17 (кроме самого старщего). Самый старщий разряд кода является знаковым и определяет полярность напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя 14 в зависимости от того, в какой половине окружности происходит работа преобразователя. Напряжения с выходов вычитающих элементов 5 и 6 через двоичные делители 7 и 8 и буферные элементы 9 и 10 поступают на входы суммирующего элемента 13, а через блоки 11 и 12 обратной связи - на корректирующие входы вычитающих элементов 5 и 6. Коэффициенты передачи двоичных .делителей 7 и 8 изменяются в соответствии с изменением значения кода угла, записанного в младщих m разрядах регистра 17. Причем, если коэффициент передачи двоичного делителя 8 ().. равен значению кода угла у ,.записанного в младщих разрядах регистра 17, то коэффициент передачи двоичного делителя 7 (К) равен дополнению этого значения кода до единицы 1 - х т. е. соответствует значению угла ( - f ) Если коэффициенты передачи вычитающих элементов 5 и 6 и буферных элементов 9, 10 равны единице, то для напряжений, действующих на выходе последних, будут справедливы следующие соотнощения: U639 /3b,., UgSinla + fO -.TT-.-Y, ТТКосКзт в j -;Vot(ixj bsdlO UjbW,,,-lTT 7fR;7 U3S W tJi5 fly;-f где KO,- - коэффицие ггы передачи блоков 11 и 12 обратной связи. После суммирования этих напряжений и проведения тригонометрических преобразований получим выражение для напряжения, действующего на выходе суммирующего элемента 13 UBwXj.U:,Dsm(a+4.-f Ji ) Ug Dsin(a-f/j) Коэффициент D является нелинейной функцией, зависящей в общем случае от величины интерполируемого углового интервала Дф, выбранного коэффициента Кос °братной связи и текущего значения кода X. Коэффициент Кос определяется в зависимости от величины, А If. Например, для Аф 45° коэффициент Кос 0,11. для А Ф коэффициент Кос 0,55. При определенных значениях Ачр i Кос величина коэффициента D определяется только величиной управляющего кода А , записанного в младших разрядах регистра 17. Максимальная методическая погрещность преобразователя в пределах угловых интервалов АФ1 45° и Лф5 90° состаиляют соответственно бф1 5,бф.. 2,а закон распределения ощибки бф имеет характер второй гармоники. Применение же линейной интерполяции приводит к погрещности 27,6и 4°5в тех же угловых интервалах. Таким образом, введение в преобразователь разности угловых положений в напряжение, двоичных делителей, охваченных обратной связью, приводит к повыщению точности. Экономический эффект от использования }стройства определяется его техническими преимуществами. Формула изобретения Преобразователь разности угловых положений в напряжение, содержащий блок питания, подключенный к синусно-косинусно.му трансформатору и фазочувствительному выпрямителю, выходы синусно-косинусного трансфор.матора через функциональный делитель подключены к коммутатору, регистр, подключенный к второму входу фазочувствительного выпрямителя и через дещифратор к другому входу коммутатора, суммирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразователя, в него введены блок управления и два канала, каждый из которых состоит из после довательно соединенных вычитающего элемента, двоичного делителя, буферного элемента и блока обратной связи, вы.ходы буферных элементов подключены к суммирующему элементу, выход которого подключен к третьему в.ходу фазочувствительного выпрямителя, выходы блоков обратной связи подключены к входам вычитающих элементов, другие входы которых соединены с выходами коммутатора, входы блока управления подключены к выходам младщих разрядов регистра, а выходы - к управляющим входам двоичных делителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 3493965, кл. 340-347, 3.02.70. 2.Авторское свидетельство СССР № 241122 G 08 С 9/04, 18.12.67. 3.Авторское свидетельство СССР .NO 485409 G 05 В 1/01, 01.04.74.