Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 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.

Известиы преобразователи угла поворота вала в код.

Один из известных преобразователей содержит генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к блоку питания, выход которого соединен с входом фазовращателя. Выход фазовращателя через фильтр подключен к компара-тору. Для исключения погреижостн фильтра вводится дополнительный заторможенный фазовращатель (1).

Недостатком такого преобразователя является его сложность.

Другой известный преобразователь содержит источник двухфазного напряжения, подключенный через коммутатор к фазовращателю, выход которого чериз компаратор и вентили подключен к триггеру, генератор Импульсов, подключенный через третий вентиль, другой вход которого соединен с выходом триггера, к счетчику, блок управления коммутатором и вентилями 2.

Недостатком известного преобразователя является необходимость двухфазного источника синусоидального напряжения, что затрудняет его миниатюризацию.

Наиболее близким техническим рещением

к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый счетчик и фазорастепитель, два усилителя мощности, подключенные к фазовращателю, выход которого через фильтр подключен к нуль-органу, выходы разрядов первого счетчика через блок вентилей подключены к входам разрядов второго «счетчика, первый выход фазорасщ пителя подключен„к входу одного усилители

мощности |31.

Недостатком известного устройства являются значительные погрешности, вноснмые усилителем мощности, фильтром и нульорганом.

Целью изобретения является повыщенне

точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены дополнительный счетчик, дещифратор, коммутатор, два элемента И, дифференцирурший элемент и тригrep, второй выход фазораещепигеля подключен к дополнительному счетчику, выходы старшего разряда которого подключены к управляющим входам коммутатора, другие входы которого соединены со вторым и третьим выходами фазорасщепителя, а выход коммутатора подключен к другому усилителю мощности, выходы разрядов дополнительного счетчики подключены к дешифратору, первый выход которого соединен с нулевым входом второго счетчика, второй выход через дифференцирующий элемент подключен к одному входу триггера, другой вход которого соединег с выходом нуль-органа, а выход через элемент И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, подключен к счетному входу второго счетчика, третий выход дешифратора и выход нуль-органа подключены ко второму элементу И, выход которого подключен к управляющему входу блока вентилей. Структурная схема преобразователя представлена на чертеже. Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, {)азорасщепитель 3. дополнительный счетчик 4, дешифратор 5, коммутатор 6, усилитель 7 и 8 мощности, фазовращатель 9, фильтр 10, нуль-орган 11, элемент И 12, триггер 13, дифференцирующий элемент 14, элемент И 15. блок Ш вентилей, счетчик 17. Преобразователь работает следующим образом. Генератор I импульсов, работая непрерывно, заполняет счетчик 2 прямоугольными импульсами. Выходной сигнал старщего разряда счетчика 2 поступает на фазорасщепитель 3. С выходов фазорасщепителя 3 снимаются сигналы, первая гармоника которых пропорциональна coswt, sinwt, Hsincot, причем сигнал со второго выхода фазорасщепнтеля 3 одновременно поступает и на счетный вход Дополнительного счетчика 4, и на второй вход коммутатора 6. На первый и третий входы йоммутатора 6 поступают управляющие сигналы с прямого и инверсного выходов последнего разряда дополнительного счетчика 4, а на второй и .четвертый входы коммутатора б подаются сигналы со второго и третьего выходов фазорасщепителя 3, первые гармоники которых пропорциональны sinot H-siflo)t. При этом первая гармоника выходного сигнала коммутатора 6 в первую и вторую половины цикла пропорциональна соответственно и.-sinwt и, проходя через усилитель 7 мощности, подасгся на одну из двух статорных обмоток фазовращателя 9.. вторая сггаторная обмотка фазовращателя 9, через усилитель 8 мощности постоянно запитывается первым выход ным сигналом фазорасщепителя 3, первая гармоника которого пропорциональна cos ш t Выходной сигнал фазовращателя 9 поступает на фильтр 10, в котором ьыделяется ервая гармоника сигнала, фаза которого ропорциональна углу поворота. В момент ерехода выходного сигнала фильтра 10.чеез нуль при изменении его полярности с минуса на плюс нуль-орган II формирует остроконечный импульс, поступающий параллельно на второй вход элемента И 15 и нулевой вход триггера 13. В начале первой половины цикла работы преобразователя с первого выхода дешифр атора 5 снимается сигнал, устанавливающий счетчик 17 в нулевое состояние, а в конце первой половины цикла, когда законяатдя переходные процессы, вызванные коммутацией цепей питания фазовращателя 9, с третьего выхода дешифратора 5 снимается сигнал, поступающий на первый вход элемента И 15 и совпадающий по фазе с опорным сигналом питания фазовращателя 9 и имеющий длительность, равную периоду сигналов питания фазовращателя 9. При этом фрзовый сигнал с нуль-органй 11, пройдя через элемент И 15, поступает на управляющий вход блока 16 вентилей, осуществляя считывание кода угла ф со счетчика 2 и его запись в счетчик 17. В результате чего в конце первой половины цикла будем иметь код угла Ncpi, пропорциональный входному углу ф с ошибкой преобразования Д ф, т. е. Nqpi ф -f Л ф. В коице второго цикла работы после окончания переходных процессов со второго выхода дешифратора 5, снимается сигнал, синфазный с началом периода опорного сигнала питания фазовращателя 9, поступающий на вход дифференцирующего элемента 14, который формирует по переднему фронту входного сигнала остроконечный импульс, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние. При этбм выходные импульсы генератора i будут проходить через Элемент И 12 на счетный вычитающий вход счетчика 17 до тех пор, пока не придет на второй вход триггера 13 фазовый сигнал с нульгоргана 11, Причем количество импульсов Ыц прошедщее на счетчик будет пропорционально углу поворота -- ф с ошибкой , т. е. Ф - ф + А ф. Результирующий код счетчика 17 будет равен HtfiE Nqfe - Nqps 2ф Таким образом, использование двухтактного преобразования угла ф в течение одного цикла с коммутацией фазовых сигналов питания фазовращателя позволяет повысить точность преобразования угла в код путем компенсации погрешностей усилителей мощности, фильтра и нуль-органа. Экономическнй эффект от использования изобретения определяется его техническим преимуществом. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый счетчик и фазорасщепитель, два усилителя мощности подключенные к фазовращателю, выход кото рого через фильтр подключен к нуль-органу, выходы разрядов первого счетчика через блок вентилей подключены к входам разря.дов второго счетчика, первый выход фазорасшепителя подключен к входу одного усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дополнительный счетчик, дешифратору коммутатор, два элемента И, дифференцирующий элемент и триггер, второй выход фазорасщепителя подключен к дополнительному счетчику, .выходы старшего разряда которого подключены к управляющим входам коммутатора, другие входы которогр соединены с вторым и третьим выходами фаэорасщепителя, а выход коммутатора подключен к другому усилителю мощности, выходы разрядов дополнительного счетчика подключены к дешифратору, первый выход которого соединен с нулевым входом второго счетчика, второй выход через дифференцирующий элемент подключен к одному входу триггера, другой вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выход через первый элемент И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, подключен к счетному входу второго счетчика, третий выход дешифратора и выход нуль-органа подключен к BTOpq ty элеМенту И, ВЫХОД которого подключен к уп )авляю1цему входу блока вентилей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 4е4005,.кл. G 08 С 9/04, 29.01.74. 2.Авторское свидетельство СССР № 407370, кл.О 08 С 9/04,1972. 3.Косинский А. В. Влияние питания фа овращателей на точность их работы. Труды МИЭМ, вып. 2, 1966. с. .