Позиционный синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, а именно к преобразователям угловых перемещений вала в код.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий сельсин, к выходу которого подключен трансформатор, вторичные обмотки которого имеют секции с различными числами витков 1. К вторичным обмоткам трансформатора подключена фазочувствительная схема с триггерным выходом. При таком выполнении устройства положение вала может быть закодировано любыми принятыми в дискретной технике кодами.

Недостаток этого устройства состоит в сравнительно сложном техническом выполнении.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является позиционный синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодирующий элемент, связанный с блоками чувствительных элементов, выходы которых подключены к формирователям кодов синуса и косинуса 2.

Такой преобразователь имеет недостаток, заключающийся в том, что погрешность в последней зоне квантования функции доходит до одного кванта щкалы, несмотря на применение принципа располовинивания погрешности при построении кодовой маски.

Целью предполагаемого изобретения является повышение точности позиционного синусно-косинусного преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается за счет того, что в позиционный синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код введены две группы элементов ИЛИ-НЕ, входы первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы соединены с выходами старших разрядов формирователя кода синуса, один вход второго элемента ИЛИ-НЕ первой группы соединен с выходом младшего разряда формирователя кода синуса, другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы, входы первого элемента ИЛИ-НЕ второй группы соединены с выходами старших разрядов формирователя кода косинуса, один вход второго элемента ИЛИ-НЕ второй группы соединен с вы.ходом младшего разряда формирователя кода косинуса, а другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ второй группы, инверсные выходы элементов ИЛИ-НЕ первой и второй группы соединены соответственно с косинусными и синусными выходными шинами устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема позиционного синусно-косинусного преобразователя для случая кодирования единицы синуса и косинуса 32-мя уровнями; на фиг. 2 представлен график ошибок функции косинуса в пределах первой четверти.

Преобразователь содержит кодирующий элемент 1, связанный со входом (углом поворота), взаимодействующие с ним блоки 2 и 3 чувствительных элементов синуса и косинуса, к выходам которых, подключены блоки 4 и 5 формирователей кодов синуса и косинуса, две группы элементов ИЛИ-НЕ 6, 7 и 8, 9. Элементы ИЛИ-НЕ 6 и 7 первой группы по входу связаны с выходами блока 4 формирователя кода синуса, при этом первый элемент 6 связан со старшими разрядами 11 и 12 кода синуса, а второй - с младшим разрядом 13 и с выходом элемента 6. Инверсные выходы 18 и 19 элементов б и 7 первой группы связаны с косинусной выходной шиной, устройства. Элементы ИЛИ-НЕ 8 и 9 второй группы по входу связаны с выходами блока 5 формирователей кода косинуса, при этом первый элемент 8 группы связан со старшими разрядами 21 и 22 кода косинуса, а второй 9 - с младшим разрядом 23 и выходом элемента 8, инверсные выходы 16 и 17 элементов

8 и 9 второй группы связаны с синусным выходом устройства. Выходы 10 и 20 обозначают код четверти, при этом выход 10 несет информацию о знаке синуса, а выход 20 - о знаке косинуса.

Работа позиционного синусно-косинусного преобразователя иллюстрируется таблицей, где представлена смена кодов синуса и косинуса в пределах одной четверти изменения угла.

Из таблицы смены кодов видно, что при значения;;«1 хотя бы в одном из старших разрядов II, 12 кода синуса элемент 4 обеспечивает значение кода «О на выходе 19 кода косинуса, а при значениях «О обоих разрядов 11 и 12 обеспечивается код «1 на том же выходе. Таким образом, элемент 4 позволяет повысить точность преобразования косинуса, что выражается скачкообразным изменением погрешности косинуса между значениями углов 10° и 15°.

Аналогично работает элемент ИЛИ-НЕ 8 в сторону уменьшения погрешности синуса. Элемент 7 формирует выход 18 кода косинуса, переключая его значение с «О на «1 в момент изменения кода синуса с 0010000 на 0001100. Таким образом, элемент 7 уменьшает norpeujHocTb преобразования косинуса, при этом погрешность уменьшается скачкообразно между значениями углов 5° и 10°. Аналогичную роль, но для кода синуса, выполняет элемент ИЛИ-НЕ 9.

Дополнительные разряды 16, 17 синуса и 18, 19 формируются в преобразователе при любых значениях кодов на выходах 10 и 20, т. е. в любой четверти.

Формула изобретения

Позиционный синусно-косинусный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодирующий элемент, связанный с блоками чувствительных элементов, выходы которых подключены к формирователям кодов синуса и косинуса, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены две грунпы элементов ИЛИ-НЕ, входы первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы соединены с выходами старщих разрядов формирователя кода синуса, один вход второго элемента ИЛИ-НЕ первой группы соединен с выходом младшего разряда формирователя кода синуса, а другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ первой группы,

I

ВХОДЫ первого элемента ИЛИ-НЕ второй группы соединены с выходами старщих разрядов формирователя кода косинуса, один вход второго элемента ИЛИ-НЕ второй группы соединен с выходом младщего разряда формирователя кода косинуса, а другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ второй группы, инверсные выходы элементов ИЛИ-НЕ первой и второй группы соединены соответственно с косинусными и синусными выходными щинами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Свечарник Д. В. Дистанционные передачи, 1974, с. 195-196.

2.Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений, 1965, с. 42-44 (прототип).