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

подключен один вход сумматора и второй выход блока расчета положения вала, третий выход которого соединен с /фугим входом сумматсфа, выход сумматора соединен с делителем операционного усипи тепя, выход которого соединен с пругим входом блока сравнения, выходы блока сравнения соединены с входами блока выбора управл5аошего кода, один выход ко торого соединен с управляемыми резисторами делителя операционного усилителя, а другой, - с накопительным регистром. На чертеже представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код. Устройство содержит сельсин 1, фазны обмотки которого подключены ко входам выпрямителя 2 и к первым входам измерительных фазовых детекторов 3, а обмотка питания - ко входам опорного фазо вого детектора 4; блоки совпадений 5, блок 6 расчета положения вала, , сумма тор 7 выпопненный из операционного усилителя 8 с входными резисторами 9 и 1О резистором 11 обратной связи и выходным резистором 12,операционный усилитель 13с делителем, во входную цепь операционного усилителя 13 включеньг параллельно соединенные цифровой управл мый резистор 14 и постоянный резистор 15, а в цепь обратной связи - также параллельно соединенные цифровой управляемый резистор 16 и постоянный резистор 17, блок 18 сравнения, блок подбора управляющего кода 19 и накопительный регистр 2О. В состав блока 19 входят вентили 21 и 22, управляющие входы которых связаны с выходами блока сравнения 18, реверсивный счетчик 23 и ге иератор 24 тактовых импульсов. Напряжения фазных обмоток сельсина и его обмотки питания определяются следующим образом U KU Sttttwtsine; и., Ки ew 4Jut smte-i o), УЗ - т ), где и,ш -амплитудные значения и круговая частота напряжения питания; б -угол поворота ротора сельсина; К -коэффициент трансформации, посто янный для данного типа датчика ( К 4,1) Наличие этих напряжений дает возмож ность определения того бО-ти градусного сектора, в котором находится искомый угол поворота & . Для этого, с помсадью фазовых детекторов 3, в качестве которы могут быть испотьзованы однопопупериодные выпрямители с ограничением выходного напряжения на заданном уровне UQ, формируются нормализованные фазные напряжения, которые подаются на блоки совпадения 5. Вторые входы последних подключены к выходу опорного фазового детектора 4 при этом, если напряжения выходных обмоток сельсина 1 и его обмотки питания синфазны, на выходе соответствующего блока совпадения 5 формируется I, а если указанные напряжения противофазны, то формируется О. Выходьг блоков совпадения 5 подключены к дещифратору блока 6 расчета положения вала и к накопитепьному регист- ру 20, куда заносится код N,отображающий положение 6О-градусного сектора на угповой оси. Выпрямитель 2 выполнен по обьршоЙ схеме. Его особенность - наличие блока формирования искусственного нуля, представляющего собой нагрузку, объединенную звездой и подключенную к выходам сельсина 1. Блок 6 расчета положения вапа состоит из дешифратора и управляемых им клапанов, включенных между выходами выпрямителя и вхрдами первогооперационного усипитепя. В функции дешифратора входит выбор пары напряжений (из числа исходных), изменяющихся по законам Uji и с ftj и и -напряжения подъема и спада в пределах начального участка синусоиды, где закон изменения напряжений с неко- торым приближением принять пинейным). Длю этого в соответствии с ко- дом положения 6О-градусного сектора дешифратор формирует управляющие сигналы, которые открьгаают соответству1ощие клапаны и подключают необходимую пару напряжений к входным резисторам 9 и/10 операц.ионы-ого .усипктепя 8, Кроме того, по,результатам.сравнения абсолютных значений указанных напряжений дешифратор формирует признак N указывающий положение ЗО-градусного сектора внутри 6О-градусного сектора; этот признак также заносится в накопитет.ный регистр 2О. Отношение напряжений U f н U. опре депяется следующим, образом Цл . 2 U- -ctp-e-t V Путем несложных преобразований это выражение может быть приведено к виду и р tg-а K-f 5 ,58 и ). Реализация этого выражения с цепью опредепения угла повфота 0 в цифровой форме связана с выпопнением йпераций суммирования, умножения с одновременным функционапьным преобразованием и сравнения. Рассмотрим особенности выпош1ения каждой из перечиспенных операций в отдетшности. Операционнь1й усипитепь 8 включен п схеме сумматора и реализует операцию суммирования напряжений U и U. -U--(K,. ициенты v определяются отношением сопротивлений резистора 11 обратной связи и входных резисторов 9, 1О, Выходной резистор 12 операционного усилителя 8 выполняет функции согласую шего элемента. Реализация множительно-тангенсной операции осуществляется посредством оп рационного усилителя 13, входная цепь и цепь обратной связи которого содержат соединенные параллельно с постоянными резисторами 15 и 17 цифровые управляемые резисторы 14 и 16. Такое соединение при определенном значении сопротивлении резисторов 15 и 17 позволяет получить на выходе операционног усилителя 13 напряжение U, постоянног Тока вида . Напряжения U и U сравниваются в сравнивающем устройстве 18, которое в зависимости от знака напряжения рассогласования i-z формирует на выходах5 связанных с управляющими входами вентилей 21 и 22, сигналы, управляющие работой блока 19, Есгга знак &U положителен, появляется управляющий по тенциал на том выходе сравнивающего устройства 18, который связан с управляющим входом вентиля 21, при этом последний пропускает импульсы от генератора 24 на вход + реверсивного сче чика 23. Наоборот, если знак &U отрицателен, появляется управляющий потенциал на другом выходе сравнивающего устройства 17, связанном с управпякщим входом вентиля 22, при этом последний пропускает импупьсы от генератора 24 на вход - реверсивного счетчика 23, Так как выходы разрядов реверсивного счетчика 23 связаны с цифровыми входами цифровых управляемьгх резисторов 14 и 16, включенных во входную цепь и цепь обратной связи операционного усилителя 13, то изменение содержимого указанного счетчика в сторону увеличения {режим сложения импульсов) или уменьщения (режим вычитания импульсов) приводит соответственно к изменению напряжения U , при этом в момент времени, когда AU О, и, U , г. е. в схеме устанавливается равновесие, характерное для режима следякяяего уравновешивания. Нарушение этого равновесия при изменении угла поворота 0 приводит вновь к появлению сигнала рассогласования ДU отработка которого ведется в последовательности, описанной вьпие. Таким образом, полный код угла поворота -0 фиксируется в накопительном регистре 2О и состоит из трех частей: положения 6О- градусного секпризнака N2 указывающего ЗО- градусный сектор внутри 6О- градусного, и кода Ng отображающего значение угла поворота в- в пределах ЗС -градусного сектора. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, фазные обмотки которого подключены к входам выпрямителя и к первым входам измерительных фазовых детекторов, а обмотка питания подключена к входам опорного фазового детектора, один выход выпрямителя соединен со вторыми входами измерительных фазовых детекторов, выходы которых подключены к первым входам блоков совпадений, к вторым входам которых подкпкм чен выход опорного фазового детектора, выходы блоков совпадений соединены с одними входами блока расчета положения вала, другие входы которого соединены с выходами вьтрямителя, первый выход бпока расчета положения вала и выходы блоков совпадений соединены с накопительным регистром, о т п и ч а и и с я тем, что с цепью повышения точности преобразователя, в него введены сумматс, блок сравнения, бнок ыбора управпянмцего кода, операционый усилитель с депите1км на входе и в епи обратной связи из парапгаепьно соединенных постоянных и управляемых резисоров, к одному входу бпока сравнения одключен один вход сумматора и второй ыход бпока расчета попожения вала, треий выход которого соединен с другим

входом сумматора, выход сумматора соединен с делитепем операционного усипителя, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, выходы блока сравнения соединены с входами блока выбора управляющего кода, один выход которого соединен с управляемыми резисторами депиталя операционного усилителя, а другой - с накопительным резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство №310103 кл. q 01 В 7/ЗО, 1971.

2.Авторское свидетельство №364957, кл. G 06 С 9/04, 197О.

-. .ад