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

что зтравлякяций сигнал, С11имаемый с пикового детектора, имеющего большое время сохраиеиия пикового значения сигнала, при переходе угла поворота через значение О, 1Г и 2С .где должна происходить смена значения управляющего сигнала, остается неизменным в течение времени сохранения пикрвого значения сигнала, что приводит к оши&ке i 1Г рад. При многократном переходе через одно из значений О, tT и 2 It рад устройство может выдавать значение угла поворота с ошибкой ±1Г рад в течение как угодно большого времени. /.

Целью изобретения ясвляется повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в интервал времени введен анализирующий блок, содержащий формироваI тель, инвертор, три ключа, два триггера два элемента ИЛИ и два элемента И, выход источника опорного напряжения подключен через формирователь ко входам первого ключа и инвер тора, выход которого соединен со входами второго и третьего ключей, выходы первого и второго ключей подключены через пер вый элемент ИЛИ к первому входу первого Tpwrfep&, выход третьего клк ча соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого подклкчен к управляющим входам первого и третьего ключей, а второй выход соединен с управляоющйм входом второго ключа, выход первого триггера подключен к nefiBOMy входу первого элемента И первый выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход широтно-импульсного модулятора соединен со вторыми входами триггеров и элемёнтрй И, выхош эл&ментов И через элемент ИЛИ подгслючены к управляющему входу широтно-им пул1 сного Модулятора.

На фиг. 1 приведена функпиональная схема устройства; на фиг. 2 - дийграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - диаграмма, показывающая усточивость работы устройства.

Устройство состоит из С КВТ 1 источника 2 опорного напряжения, питающего С КВТ, преобразователя 3 угол-время, подключенного к выходу С КВТ, широтно-импульсиого модулятора 4, соединенного с выходом преобразователя 3 угол-время, анализирующего блока 5,

соешше1шого с выходом и управлякшшм входом щиротно импульсного модулятора и с источником опорного напряжения.

Преобразователь угол-время 3 имеет преобразователь 6 угол-фаза, к выхо дам которого подключены нуль-органы 7 и 8.

Широтно-импульсный модулятор соо% тоит из RS - триггера 9, который чер&з делитель на два 10 и ключ 11. соединен с выходами преобразователя 3 угол-время.

Анализирующий блок содержит фо1 мирователь 12, подключенный к источнику 2 опорнбго напряжения, инвертор 13, подключенный к выходу формирователя 12, ключи 14 и 15, подключенные к выходу инвертора 13, и ключ 16, подключенный к выходу формирователя 12, RS -триггер 17, соедине1гаь1й с выходом ключа 14 н с выходом ш ротш -импульсного модулятора 4, TJS триггер 18, соединенный с выходом шнротно-импульсиого модулятора 4 и через элемент ИЛИ 19 - с вентилями 15 и 16, элемент ИЛИ 20, элемешы И 21 и 22, которые соединены с RS -триггеров 17 и 18 и выходом широтно-импулУзного модулятора 4, причём элемент ИЛИ 20 подключен к (выходам элементов И 21 и 22.

Устройство работает следующим образом .

Информация об угловом положении оС ротора С КВТ поступает на входы преобразователя угол-время 3 в виде двух )йапряжений U и Uc

K-Ug-SWot

и.

UC-KJj.,-COc,cL,

где Ug - напряжение на синусной об мотке СКВТ;

{JJ. - напряжение на косинусной обмотке СКВТ;

К - постоянный коэффициент, характеризующий СКВТ; напряжение, подаваемое на СКВТ от источника опорного напряжения. .- : - .

Сигналы Ug и Ос преобразуются преобразователем угол-фаза 6 в два напряжешя U .и Ug (см. фиг. l)

.i

Ц.А,

-з««.

где А и А;; - постоягнные вещественные коэффициенты, характеризующие преобразователь угол-фаза. Таким образом, относительный фазовый сдвиг сигналов Ut и Ug пропорционален двойному углу поворота ротора С КВТ. Нуль-органы 7 и 8 выдают импулйсы в момент перехода сигналов U и U от отрицательных значений к положитель ным.. Таким образом, на выходах преобразователя yrojiN-время образуются две последовательности импульсовГ сдвинутых иа время Г при, oie co,it 3 с---(cc-ii:),np-uoLeDt,2ir, где Т - период опорного напряжения. Каждому аначениюТ соответствует два значения угла сС , отличающиеся на € рад, т, е. указанное преобразование неоднозначно. Указанная неоднозначность устраняет ся с помощью анализирукнпего устройетува 5, управл5пощего работой ширбтгноШпульсного модулятора 4, В исходном состоянии (см. фиг. l) сигнал R гфшшмает значение логический О. При этом элек ейт:ы И 21 и 22 закрыты, а т аггеры 17 и 18 установи лены в состояние логического О. Работа устройства начинается с пр&ходом импульса с делителя на два 10 (сигнал V ), который опрокидатваёт триггер 9 в состояние (уровень логической едишшы) и разрешает работу анализирукяцего блока, который управляет прохождением импульсов с нуль-органа 7 через ключ 11. Причем, если оСб (0,1Г), то пропускается первый импульс Vg , следующий за импульсом V, , а если d.(lt гП ) - то второй импульс Vg . Импульс Vg , прошедший через ключ 11, возвращает триггер 9 и анализирующий блок в исходное соотояйве, Анализирующий блок работает следующим образом. Сигнал от источника опорного напрзжени я поступает на формирователь 12, с выхода которого снимается сигнал 3 , имеющий на периоде Т два перехода: положительный,. от логического О к логической l (сигнал S), и отр цательный, от логической 1 к О (сигнал S ) В качестве такогчэ ф(фмир .вателя может быть использован, в ности, триггер Шмнтта. Пусть сигнал S сдвинут отиоснтельно момента перехода опорного сигнала от отрииательЕых зяаченвй к положительным на рад, а сагнал S - на d рад (см. фиг. 2). Пр этом пусть выпсмьнено условие Работа анализирутошвго блока основывается на ацшшзе последовательности прихода сигналов S и уровня сиг нала 5 в момент прихода сигвала с нуль-органа 7. В зависимости от беяшшны угла оС меняется логика работы аяализврукяяв го блока. Разобьем интервал изменения угла на четыре учестка .,11 otecj-.it dSCir,2it-d ct.6f2ic-cf,2ii:3, Прйс{.,у па интервале времени между импульсом с делителя Юн первым импульсом Vg с нуль-органа 7, следующим за V , отсутствуют переяады Сигнала 6 (сигналы S и S ), Триггеры 17 и 18 остаются в исходиЕ.пс состо5шиях. Так как в момент прихода первого импульса Vg S 1 (см. фвг. 2), то ключ 11 nponyt кает иьшупьс V , который возвращает триггер 9 в исходное ссютояние. При этом длительиосад. йш рвайа tеа выходе широтно- ашульсного модуля« ра равна При oL€Dyr J первым приходит сигнал S . Этот сигнал, пройЯя ключ 16 н элемент ИЛИ 19, поступает на трвгг 18, который разрешает прохождение импульсов через ключ 11. Следующий импульс Vg через ключ 11 поступает на триггер 9, возвравхая его в исходное состояние. При этом . 2Л. при oC€Crt,21i:-cf первый прюсодат импульс V и I однако при этом S О и вентиль 11 закрыт. Следующим прихо шт импульс S разрешающий прохождение импульсов Vfj . Поэтому следук щий (т. е. второй) импульс Vg поступает на триггер 9, возвращая его в исходное состояние. По-прежнему , 2cL t - Ш При cteC2ff-cf21I nepBbiM приходи сигнал S. Этот с йгнал, через ключ 14 - nocTjttaer на триппер 17, устанавливая его в состояние. 1. Триггер 17 запре щает ключ 14, блбктфует 1фОхождеинб Сигналов S чер&э ключ 16 и рааре шйет; ключ 15. При этом клт 11 закры до прихода следующего импульса д . Так Kak перйЫЙ ,иК1Пульс Vg приходит ран шё второго импульса &, то он не про ходит. Второй же импульс Vg следует после второго вмпульса 5 , когда ключ 11 brkjMjiT, т. е. он приходит ва тригге 9, возёрашая его в исходное состояние. При этом ;;; .,-. т. е, во всём изменение углов -X .л .Set X ; , tW Заштрихованная область (на /кг. з) соответствует состоянию, в котором V 1. Гранина этой области соответсть вует Моменту переключения сигнала V . Как вйдйр из диаграммы, эта граница нёсШп Йает с линией сигнале Vg . Это; йоказывает, что в устройство otiсутЬтвуют сбой, связанные с переключением управлдющегб сигнала У . Введение анализирующего устройбтЬа позволяет ycTpaHim. сбои 6 работе з ойства. Это свявано с тем, что в yciw. ройстве устранения нёодн(хзначй(эсти jw преобразования угол-интервал вр1емёйй «х;ущестйл51ется путем анализа . шй сигналов с преобразователя уголвремя относительно опорного напряжения. Исключение сбоев в работе устройства позволяет повысить надезкность работы устройства. Кроме того, введ&нйе анализирующего устройстЙа даёТ вроможность упростить устройство и уменьшить ио габариты. 78 Ф о р м у л а изобретений Преобразователь угла поворота вала в интервал времени, содержащий сищгснскосинусный вращающийся трашзформатор, вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен через преобразователь угол-время к первому входу шйротнб- импульсного мод5глщх)ра,.. о т л и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью повышений надежности 1феобразователя, в него введены анализирующий блок, .содержащий формироватеПь, инбертор, три Ключа, два триггера, два элемента ИЛИ л два элемента И, выхЬдисточтшка ойорного напряжения йодкл отен через фёрмйроватегть ко входам первого ключа и инвертора, выход а:ого«рбго соединен со-входами второго и трбгтьёго ключей, выходьг первого и второго ключей пойюгючены через первь1й элемент ИЛИ к первому-входу первёл триггера, TpeTbtsro ключа соеййнён с GepBbitM входом второго рШгёра, перйый выход жоторого под-i куйрШзй:Йэдим exOfliaM первого и третье о ключей, а второй сое;динёй Ь у1фавлякданм входом второго вййча, Bblkofl первого триггера пощслю 1ён к первому входу перво1Еч элемента И, йёрвыЙ вьгход второго триггера сое- . ЙшеН с первым входом второго элемейта И, вцход широтно-имнудьсного моду лйч)ра сбёДйнёЯ со вторыми входами триргЧ р6в И элементов И, выходы элементов И через элемент ИЛИ подклк чены к управляющему входу широтно-импульсного модо лятора.. Источтжи информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зверев А. Е. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, Л., Энергия, 1974, с. 154. 2.Авторское свидетельство № 388291, кл. а 08 С 9/04, 08.07.70.

Г,

т