Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 

1

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

Известны преобразователи угла в код, содержащие регистры хранения значений кода угла каналов грубого и точного отсчетов, формирователи импульсов, схемы совпадения и сумматор 1.

Такие преобразователи не позволяют получить требуемую точность преобразования при значении коэффициента редукции между каналами грубого и точного отсчетов, не равном In, где п О, I, 2,..., так как при этом значение кода, хранимого в регистре точного канала, не соответствует двоичной системе счисления угла.

Второй из известных преобразователей содержит сельсины-датчики грубого и точного каналов, кинематически связанные между собой редуктором и подключенные к источнику опорного напряжения, формирователь импульса начала отсчета, преобразователь напряжения в число импульсов, блок умножения на коэффициент, дешифратор и реверсивный счетчик ,2.

Такой преобразователь является преобразователем накапливающего типа. В случае

кратковременного перерыва в поступлении импульсов приращения на счетчик (например, при сбое в преобразователе напряжения в число импульсов), показания его в

течение этого времени остаются неизменными, несмотря на имевшее место изменение углового положения вала. Это приводит к возникновению ощибки, которая устраняется только один раз за полный оборот вала.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные датчики каналов грубого и точного отсчетов, подключенные к функциональным преобразователям каналов грубого и точного отсчетов, выход функционального преобразователя канала грубого отсчета подключен к селектору каналов, выход которого через преобразователь напряжения в число импульсов подключен к входам реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к цифровому входу функционального преобразователя канала грубого отсчета и через

сумматор к цифровому входу функционального преобразователя канала точного отсчета 3.

Такое устройство является преобразователем следящего типа и при четном коэффициенте редукции Может иметь два устойчйвых состояния -истинное и ложное, соответствующее углам 0° и 180° огибающей канала грубого отсчета. Поэтому в процессе преобразования возможна ошибка, обусловленная слежением за «ложным нулем.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается введением последовательно соединенных дополнительного функционального преобразователя, фазочувствительного компаратора и инвертора, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя канала точного отсчета, выход .инвертора подключен к другому входу селектора каналов, а входы дополнительного функционального преобразователя соединены с выходами синусно-косинусного датчика канала грубого отсчета и реверсивного счетчика.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже. Преобразователь содержит синусно-косинусные датчики 1 и 2 каналов грубого к точного отсчетов, подключенные к функциональным преобразователям 3 н 4. Датчик 1 подключен к дополнительному функциональному преобразователю 5, выход которого через фазочувствительный компаратор 6 подключен к управляющему входу инвертора 7. Сигнальный вход инвертора 7 соединен с выходом функционального преобразователя 4, а выход подключен к входу селектора 8 каналов, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя 3, а выход через преобразователь 9 напряжения в число импульсов подключен к входу реверсивного счетчика 10. Выходы разрядов реверсивного счетчика 10 подключены к цифровым входам функциональных преобразователей 3 и 5 и через сумматор 11 - к цифровому входу функционального преобразователя 4.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжения, пропорциональные sin в и cos k в,

где в - угол поворота входного вала, а К - коэффициент редукции, поступают с выхода синусно-косинусного датчика 2 на вход функционального преобразователя 4, на цифровой вход которого поступает значен-ие угла ka с выхода сумматора 11. Преобразователь 4 формирует напряжение рассогласов ания, пропорциональное sin k (в-а). Это напряжение через инвертор 7 поступает на второй вход селектора 8 каналов.

Напряжения, пропорциональные sin в и cos в, с выхода синусно-косинусного датчика 1 ноступают на вход функциональных преобразователей 3 и 5, на цифровые входы которых поступает значение угла а с выхода реверсивного счетчика 10. Функциональный преобразователь 3 вырабатывает напряжение рассогласования канала грубого отсчета, пропорциональное sm (в-а), которое подается на первый вход селектора 8 каналов.

Функциональный преобразователь 5 формирует напряжение, пропорциональное косинусу разности между углом в поворота синусно-косинусного датчика 1 и цифровым значением этого угла. Фазочувствительный компаратор 6 вырабатывает сигнал, который изменяет свое значение при изменении фазы входного напряжения и определяет границы областей истинного и ложного нулей. Сигнал с выхода фазочувствительного компаратора 6 управляет инвертором 7. При этом на вход селектора 8 каналов подается напряжение синфазное в области истинного нуля и противофазное, в области ложного нуля напрял ению рассогласования канала точного отсчета. Если значение угла а соответствует ложному нулю, то инвертирование фазы напряжения канала точного отсчета приводит систему преобразователя в неустойчивое состояние и он отрабатывает значение а до

истинного нуля.

Селектор 8 каналов подключает к входу преобразователя 9 напряжение рассогласования точного или грубого отсчета в зависимости от величины этих напряжений.

Преобразователь 9 преобразует амплитуду входного напряжения в частоту следования импульсов и управляет состоянием реверсивного счетчика 10 таким образом, что цифровое значение угла а с выхода счетчика изменяется до тех пор, пока оно не будет соответствовать угловому положению 0 вала. Кроме того преобразователь 9 управляет направлением счета реверсивного счетчика 10 в зависимости от направления вращения вала.

С помощью сумматора 11 осуществляется согласование каналов грубого и точного отсчетов путем умножения значения а на К - коэффициент редукции.

Таким образом, устранение ложного нуля в процессе преобразования путем инвертирования фазы нанряжения канала точного отсчета в области ложного нуля позволяет увеличить точность работы известного преобразователя угла поворота вала в код.

Экономический эффект использования такого преобразования определяется его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусные датчики каналов грубого и точного отсчетов,

подключенные к входам функциональных преобразователей каналов грубого и точного отсчетов, выход функционального преобразователя канала грубого отсчета подключен к селектору каналов, выход которого

через преобразователь напряжения в число

импульсов подключен к входам реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к цифровому входу функционального преобразователя канала грубого отсчета и через сумматор к цифровому входу функционального преобразователя канала точного отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены последовательно соединенные дополнительный функциональный преобразователь, фазочувствительный компаратор и инвертор, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя канала точного отсчета.

выход инвертора подключен к другому входу селектора каналов, а входы дополнительного функционального преобразователя соединены с выходами синусно-косинусного датчика канала грубого отсчета и реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 409260, кл. G 08С 9/10, 30.08.71.

2.Авторское свидетельство СССР № 519747, кл. G 08С 9/04, 26.03.74.

3.Патент США № 3508252 кл. 340-347, 26.04.67.